Question

16．LED燈作為環(huán)保節(jié)能燈已逐步進(jìn)入家庭，小明為了比較LED燈與家用普通白熾燈、普通節(jié)能燈的發(fā)光效率，用如圖所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其中R．為光敏電阻，光照越強(qiáng)時(shí)，其電阻值越�。�
①他先把“220V 15W”的白熾燈接人燈座，通過(guò)調(diào)整，使燈泡與溫度計(jì)的玻璃泡距離約為2cm，燈泡與光敏電阻的距離約為30cm．閉合開(kāi)關(guān)S和S，通電10min，分別讀出溫度計(jì)和電流表的示數(shù)，并填入下表．
②再分別把“220V 15W”的普通節(jié)能燈和LED燈接入燈座，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)并將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄下表．

燈泡類(lèi)型	盒內(nèi)初溫	盒內(nèi)末溫	電流表示數(shù)
白熾燈	20℃	78℃	6mA
普通節(jié)能燈	20℃	50℃	15mA
LED燈	20℃	35℃	60mA

（1）電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最多的燈是白熾燈，這是通過(guò)觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化來(lái)比較的．
（2）通過(guò)比較電流表示數(shù)來(lái)比較轉(zhuǎn)化成光能的多少，可知LED燈的發(fā)光效率較高（選填“高”或“低”）．
（3）綜合分析表中數(shù)據(jù)可知，15W的LED燈的發(fā)光亮度與10只15W白熾燈同時(shí)發(fā)光亮度相當(dāng)．
（4）此實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了物理研究中的轉(zhuǎn)換法，下列實(shí)驗(yàn)中研究方法與之相同的是Co
A．研究電流與電壓、電阻的關(guān)系
B．研究?jī)蓚�(gè)電阻串聯(lián)后總電阻與兩個(gè)電阻的關(guān)系
C．根據(jù)小磁針是否轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)判斷磁場(chǎng)是否存在．

Answer 1

分析 轉(zhuǎn)換法是中學(xué)物理中一種重要的研究方法，可以借助某些物體的特性規(guī)律來(lái)研究看不到或不易測(cè)量的物理量或規(guī)律．
電能轉(zhuǎn)化的內(nèi)能多少不易測(cè)量，所以借助物體溫度變化的高低；電能轉(zhuǎn)化的光能的多少借助光對(duì)光敏電阻的影響而引起電路中電流的變化的來(lái)比較．

解答 解：（1）電能通過(guò)燈泡上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，會(huì)使周?chē)�的空氣溫度升高，根�?jù)轉(zhuǎn)換法，用溫度計(jì)測(cè)量空氣的溫度可知電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的多少；即通過(guò)觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化可比較電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的多少；于是比較盒內(nèi)溫度升高最高的是白熾燈，即電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最多的是白熾燈．
（2）電能通過(guò)燈泡上轉(zhuǎn)化為光能時(shí)，燈光照射到光敏電阻上，因其電阻值與光照強(qiáng)度成反比，當(dāng)光照強(qiáng)度很強(qiáng)時(shí)，使光敏電阻的阻值減小，電路中的電流變大；所以電能轉(zhuǎn)化為光能的多少，通過(guò)觀察電流表示數(shù)的變化就可知；由表格數(shù)據(jù)中可知：使用LED燈時(shí)的電流表的示數(shù)最大，表明電能轉(zhuǎn)化為光能最多的是LED燈．
由上可知：在規(guī)格相同條件下，LED燈消耗相同的電能，轉(zhuǎn)化成的光能最多，即LED燈的發(fā)光效率最高．
（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：15W的LED燈的發(fā)光亮度能使含有光敏電阻的電路中的電流為60mA；
而15W的白熾燈的發(fā)光亮度能使含有光敏電阻的電路中的電流為6mA；
則需要與一個(gè)LED燈的發(fā)光亮度相當(dāng)?shù)?5W的白熾燈的個(gè)數(shù)是n=$\frac{60mA}{6mA}$=10．
（4）A、研究電流與電壓，電阻的關(guān)系，應(yīng)用了控制變量法，故A錯(cuò)誤；
B、研究?jī)蓚�(gè)電阻串聯(lián)后總電阻與兩個(gè)電阻的關(guān)系，應(yīng)用了等效法，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)小磁針是否轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)判斷磁場(chǎng)是否存在，應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法，故C正確；
故答案為：（1）白熾燈；溫度計(jì)示數(shù)的變化；（2）電流表示數(shù)；高；（3）10；（4）C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的分析論證能力，注意利用轉(zhuǎn)換法后，光能和內(nèi)能變化規(guī)律與溫度計(jì)和電流表的示數(shù)變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系．