11 チャレンジ問題③ 電球が電気エネルギーを光エネルギーに変換する効率について調べるた
めに、次の実験(1),(2),(3)を順に行った。
(1) 明るさがほぼ同じLED電球と白熱電球P
を用意し、 消費電力の表示を表にまとめた。
(2)実験(1)の LED 電球を. 水が入った容器の
LED 電球 白熱電球 P
消費電力の表示 100V 7.5W 100V 60W
ふたに固定し、コンセントから100V の電圧をかけて点灯させ、水の上昇温度を測定した。
図1は、このときのようすを模式的に表したものである。 実験は熱の逃げない容器を用い,
電球が水に触れないように設置して行
(3) 実験 (1) の LED 電球と同じ 「100V 7.5W」 の白熱電球Q (図2) を用意し,実験(2)と同じ
ように水の上昇温度を測定した。
なお、図3は、実験(2) (3)の結果をグラフに表したものである。
コンセント
LED 電球
(100V 7.5W)
白熱電球 Q
ふた
デジタル
温度計
(100V 7.5W)
容器
16.4°C
図 1
図2
このことについて,次の1,2,3の問いに答えなさい。
水の上昇温度
30
20
10
(C) 0
0
10 20
30
電球の点灯時間 [分]
図3
白熱電球 Q
LED 電球
1 白熱電球Pに100Vの電圧をかけたとき, 流れる電流は何Aか。(
A)
2 白熱電球Pを2時間使用したときの電力量は何 Wh か。 また, このときの電力量は,実験(1)の
LED 電球を何時間使用したときと同じ電力量であるか。 ただし、どちらの電球にも100Vの電圧
をかけることとする。
白熱電球Pの電力量(
Wh) LED電球の使用時間 ( 時間)
3 白熱電球に比べてLED電球の方が、 電気エネルギーを光エネルギーに変換する効率が高い。 そ
の理由について 実験(2) (3)からわかることをもとに, 簡潔に書きなさい。
(