题目内容
14．
电灯是一项伟大的发明，没有人能独享这份荣耀，它经历着如下的“进化史”；1879年，托马斯•爱迪生发明碳丝灯，通电后碳丝温度高达2000℃左右，进入白炽状态而发光，所以也称“白炽灯”．
1910年，美国通用电气实验室发现用钨丝制造的灯既便宜又明亮．
1934年，欧文•米兰尔进一步改进，将灯丝烧成螺旋形，使发出的光更明亮．
20世纪30年代，人们研制出了荧光灯，利用发光气体发出的光使灯里的涂膜发亮．它比普通灯温度低并省电．
最近，人们还发明了大功率LED灯，它更省电，寿命更长．
请回答：
（1）为了安全用电，控制灯的开关必须接在家庭电路的火线上．
（2）如图，灯丝烧成螺旋形的原因是减少（选填“增加”或“减少”）散热．
（3）5瓦的LED灯与100瓦的白炽灯正常发光时的亮度相当．若用1只5瓦的LED灯代替100瓦的白炽灯使用4万小时，请通过计算说明选择哪种灯比较经济？
注：目前电费0.53元/千瓦时，其他数据如表．
| 灯的种类 | 额定功率 | 使用寿命 | 市场价格 |
| 白炽灯 | 100瓦 | 1万小时 | 3元/只 |
| LED灯 | 5瓦 | 4万小时 | 20元/只 |
分析 （1）开关的接法：控制用电器的开关应接在火线和灯泡之间；
（2）灯泡是利用电能能够转化成热能和光能的原理做成的，把灯丝制成螺旋状，可以增加电阻的长度，增加了钨丝的电阻，使得更多的电能能够转换成热能；还可以减少灯丝散热，提高灯丝的温度；
（3）根据使用寿命可知需要白炽灯的个数，进而知道白炽灯的费用，然后根据W=Pt求出白炽灯消耗的电能，进而求出白炽灯的电费从而得出使用白炽灯的总费用；同理，再求出使用LED等的总费用，二者进行比较即可得出答案．
解答 解：（1）开关接在火线与电灯之间，当开关断开时，电路中不但没有电流通过，
而且电灯与火线断开连接，防止人发生触电事故；故为了安全用电，控制灯的开关必须接在家庭电路的火线上．
（2）白炽灯是将电能转化为内能的，其工作原理是：电流通过灯丝时产生热量，螺旋状的灯丝可以减少热量散失，并不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000摄氏度以上，灯丝在处于白炽状态时，就象烧红了的铁能发光一样而发出光来．
（3）一只白炽灯的使用寿命为1万小时，则工作4万小时需要的4只白炽灯，
4只白炽灯需要的费用：4只×3元/只=12元，
白炽灯的功率P=100W=0.1kW，
白炽灯消耗的电能：
W=Pt=0.1kW×40000h=4000kW•h=4000千瓦时，
则电费：0.53元/千瓦时×4000千瓦时=2120元，
使用白炽灯共需要支付费用：12元+2120元=2132元；
LED灯的功率P′=5W=0.005kW，
LED灯消耗的电能：
W′=P′t=0.005kW×40000h=200kW•h=200千瓦时，
则电费：0.53元/千瓦时×200千瓦时=106元，
使用LED灯共需要支付费用：20元+106元=126元＜2132元；
故选择LED灯比较经济．
故答案为：（1）火；（2）减少；（3）选择LED灯比较经济．
点评 本题以电灯的发展为背景综合考查了家庭电路的连接、电功的计算等知识，重点是通过对LED灯和白炽灯数据的比较得出有用的信息，学会应用物理知识解决实际问题的能力，另外，我们在日常生活中一定要注意节约电能．
| A． | 潜艇利用超声波定位水下目标 | |
| B． | 各种家用电器若利用超导材料制作能有效节约电能 | |
| C． | 现代遥感卫星可以利用红外线拍摄照片发现地面火情 | |
| D． | 宇宙空间站的工作人员是用电磁波来传回信号的 |
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| C． | 体检用B型超声波诊断仪 | D． | 红外线测距仪 |
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