Question

13．如圖所示，白熾燈的能量轉(zhuǎn)化示意圖表明其工作時的效率10%；一盞工作時的效率為30%的節(jié)能燈，要達到60W白熾燈的亮度，其功率應為20W．節(jié)能燈產(chǎn)生的內(nèi)能散失到空氣中，無法自動轉(zhuǎn)化為電能，表明能量的轉(zhuǎn)化是具有方向性．

Answer 1

分析 （1）白熾燈的能量轉(zhuǎn)化是將電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能，從圖中發(fā)現(xiàn)效率較低，需要根據(jù)機械效率公式和功率進行計算；
（2）能量守恒定律告訴我們能量總量是不變的，但方向性告訴我們有些有用能量會越來越少的．

解答 解：（1）白熾燈的總功是消耗的100J的電能，有用功是10J的光能．
發(fā)光效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{10J}{100J}$=10%
節(jié)能燈的發(fā)光亮度要和白熾燈相同，就需要讓兩者的有用功相同．
W_{白熾燈有用功}=W_{節(jié)能燈有用功}
W_{白熾燈總功}η_白熾燈=W_{節(jié)能燈總功}η_{節(jié)能燈}
P_白熾燈tη_白熾燈=P_{節(jié)能燈}tη_{節(jié)能燈}
60W×10%=P_{節(jié)能燈}×30%
P_{節(jié)能燈}=20W
（2）能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律即指能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中總量保持不變，但能量在轉(zhuǎn)化中具有方向性．
故答案為：10%；20；方向性．

點評 本題考查學生對電能轉(zhuǎn)化為其他形式能量的掌握情況，并且要掌握電功和機械效率的計算公式．