解析:
【分析】
首先明确发光效率的定义:发光效率等于转化为光能的能量与消耗的总电能的比值。对于第一空,根据图中给出的电能和光能的数值,代入效率公式即可计算出白炽灯的发光效率。对于第二空,要达到相同亮度,即两种灯每秒转化的光能相同,先计算出60W白炽灯每秒产生的光能,再结合节能灯的发光效率,利用效率公式反推出节能灯所需的功率。
【解析】
1. 计算白炽灯的发光效率:
根据发光效率公式$\eta = \frac{W_{\mathrm{光}}}{W_{\mathrm{电}}} × 100\%$,由图可知,消耗的电能$W_{\mathrm{电}}=100\,\mathrm{J}$,转化的光能$W_{\mathrm{光}}=10\,\mathrm{J}$,则:
$\eta_{\mathrm{白炽灯}} = \frac{10\,\mathrm{J}}{100\,\mathrm{J}} × 100\% = 10\%$
2. 计算达到60W白炽灯亮度所需节能灯的功率:
① 60W的白炽灯每秒消耗的电能:$W_{\mathrm{白电}} = P_{\mathrm{白}}t = 60\,\mathrm{W} × 1\,\mathrm{s} = 60\,\mathrm{J}$
② 60W白炽灯每秒转化的光能:$W_{\mathrm{光}} = W_{\mathrm{白电}} × \eta_{\mathrm{白炽灯}} = 60\,\mathrm{J} × 10\% = 6\,\mathrm{J}$
③ 设节能灯的功率为$P_{\mathrm{节}}$,其发光效率$\eta_{\mathrm{节能灯}}=50\%$,要产生相同的光能,则$W_{\mathrm{光}} = P_{\mathrm{节}}t × \eta_{\mathrm{节能灯}}$,代入$t=1\,\mathrm{s}$、$W_{\mathrm{光}}=6\,\mathrm{J}$可得:
$6\,\mathrm{J} = P_{\mathrm{节}} × 1\,\mathrm{s} × 50\%$
解得$P_{\mathrm{节}} = 12\,\mathrm{W}$
【答案】
10%;12
【知识点】
发光效率计算、能量转化、电功率计算
【点评】
本题考查能量转化效率与电功率的综合应用,核心是理解发光效率的含义,明确有用能量(光能)与总能量(消耗的电能)的关系,通过公式推导进行计算,属于基础应用型题目,注重对概念的理解和公式的灵活运用。
【难度系数】
0.7