Question

13．如图所示，白炽灯的能量转化示意图表明其工作时的效率10%；一盏工作时的效率为30%的节能灯，要达到60W白炽灯的亮度，其功率应为20W．节能灯产生的内能散失到空气中，无法自动转化为电能，表明能量的转化是具有方向性．

Answer 1

分析 （1）白炽灯的能量转化是将电能转化为光能和内能，从图中发现效率较低，需要根据机械效率公式和功率进行计算；
（2）能量守恒定律告诉我们能量总量是不变的，但方向性告诉我们有些有用能量会越来越少的．

解答 解：（1）白炽灯的总功是消耗的100J的电能，有用功是10J的光能．
发光效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{10J}{100J}$=10%
节能灯的发光亮度要和白炽灯相同，就需要让两者的有用功相同．
W_{白炽灯有用功}=W_{节能灯有用功}
W_{白炽灯总功}η_白炽灯=W_{节能灯总功}η_节能灯
P_白炽灯tη_白炽灯=P_节能灯tη_节能灯
60W×10%=P_节能灯×30%
P_节能灯=20W
（2）能量的转化和守恒定律即指能量在转化和转移中总量保持不变，但能量在转化中具有方向性．
故答案为：10%；20；方向性．

点评 本题考查学生对电能转化为其他形式能量的掌握情况，并且要掌握电功和机械效率的计算公式．