Question

天翔一家计划中考结束后到腾龙洞旅游，于是爸爸买回一种新式手电筒．它的前端有3颗发光灯，能发出耀眼的白光，老板说那是3颗并联关系的高亮度发光二极管．想起爷爷有一个老式的手电，天翔想到：可否做一个调查，对二者作对比研究呢？结果，天翔收集到以下一些资料：

A．爷爷的手电需要三节干电池(每节电压为1.5 V)供电，更换××牌新电池后可连续正常发光3小时；采用白炽灯泡，发光时灯丝温度很高，正常工作电流约为0.3 A；灯泡使用寿命约为50小时，为方便更换，灯头采用螺旋式．

B．爸爸的新手电使用二节干电池供电，但发光时亮度比爷爷的老手电要亮得多；更换××牌新电池后可连续发光20小时；发光二极管属冷光源，正常发光时温度几乎不升高(接近室温)，所以其使用寿命极高，可达10万小时；另外，抗震能力强，电光转换效率(电流通过电灯时，转化成的光能在所消耗的电能中占的百分比)高也是其显著特征；灯泡被直接焊接在一小块电路板上．

①爷爷的手电筒的额定工作电压是________V；

②经过比较，两种手电除开灯泡及其连接不同外，其他电路一样，请在下边方框内帮天翔画出他家新买的手电的电路图(框内已画出了发光二极管的符号)．

③发光二极管手电有许多优点，如：抗震能力强、使用寿命高、电光转换效率高、________．

④比较而言，老式手电的灯泡寿命很低，主要因为________．

⑤新式手电为什么将灯泡焊接在电路板上，而不采用螺旋式灯头呢？________．

⑥经测量，手电筒在不能正常发光时，干电池的电能被消耗80％，计算一节××牌干电池所储存的电能大约是多少焦耳？(写出计算过程．)

Answer 1

答案：
解析：

①4.5 V． 　　②略 　　评分说明：二极管的正负接线柱接反扣1分；没有画出三个二极管的并联关系扣1分；没有开关或开关不在干路上扣1分；没有电源不给分． 　　③节能[或亮度高][或灯泡不需频繁更换]． 　　④发光时，灯丝温度高[或发光时，灯丝温度高][或发光时，灯丝容易熔断][或发光时，灯丝缓慢升华] 　　⑤灯泡使用寿命长[或不需频繁更换]． 　　评分说明：学生的表述中如出现知识性错误，该空不给分． 　　⑥解：由老式手电的相关数据可知灯泡正常发光所消耗的电能： 　　w＝UIt＝4.5 v×0.3 A×3×3600 s＝14580 J　2分 　　1节干电池所储存的电能： 　　14580 J/(3×80％)＝6075 J　2分 　　评分说明：其他正确，计算错误只扣1分；单位错误只扣1分；计算正确，但没有写出必要的物理表达式，扣1分；在第二环节，只计算出3节干电池的电能，而未计算1节干电池的电能扣1分．