Question

小柯为了解不同照明灯的性价比，制作了如图1所示的装置．在正对观察孔的纸箱内平放一张写有“E”字的卡片，移动照明灯，使从观察孔恰能看清“E”字，测出灯与箱之间的距离，以比较灯的照明效果．实验后，他又查阅了相关资料，数据如下表：

实验次数	灯泡类型	功率/W	灯与纸箱之间的距离/cm
1	白炽灯	60	90
2	白炽灯	25	60
3	节能灯	11	90

（l）分析实验数据，你可以发现白炽灯的照明效果与灯的功率和照明的距离有关．比较节能灯与白炽灯，在保证照明效果相同情况下，节能灯有什么优点？
（2）白炽灯工作时的能量转化情况如图2，试推测节能灯工作时的能量转化情况，仿照右图画出节能灯工作时的能量转化图．
（3）小柯了解到白炽灯的发光效率大约只有8%，请计算一下60W的白炽灯如一年正常工作2000h会白白浪费掉多少度的电能．

Answer

（1）比较节能灯与白炽灯的功率可知，在保证照明效果相同情况下，节能灯消耗的电功率小；
（2）由表格中的信息可在，节能灯把电能转化为光能的效率高，据此作出能量转化图；
（3）利用电能计算公式W=Pt计算出白炽灯一年消耗的电能，再利用发光效率求出浪费掉的电能．
【解析】
（1）分析1和3两次实验可知，在保证照明效果相同情况下，节能灯消耗的电功率小，所以节能灯有节省电能的效果；
（2）节能灯可以直接把电能转化为光能，故节能灯工作时的能量转化图如下图所示：

（3）白炽灯一年消耗的电能：
W=Pt=0.06kW×2000h=120kW•h，
浪费的电能：
W′=（1-η）W=（1-8%）×120kW•h=110.4kW•h．
答：（1）节能灯有节省电能的效果；
（2）如上图所示；
（3）60W白炽灯一年正常工作2000h会白白浪费掉110.4度的电能