师：同学们，今天我们复习电学中关于能量守恒及效率的问题。首先讨论第一个问题：生活中灯泡是常见用电器，两盏不同灯泡实际功率一样时，相同时间内消耗电能相同，产生可见光的光能也相同，此时两盏灯亮度相当。这样分析一定正确吗？我们通过实验验证。
实验中，一盏灯采用LED灯，另一盏用常见的白色小灯泡。因测量仪器精确度问题，很难使两灯实际功率完全相同，我们只能让LED灯和白炽灯的实际功率尽量接近，观察亮度区别。
先做LED灯实验，用两节干电池为LED灯供电使其发光，用电压表测出两端电压为2.7伏，用电流表测出通过电流为0.02安，由于电流表量程小存在一定误差，根据P = UI算出LED灯功率约0.054瓦。关闭房间其他灯，在完全黑暗环境下，LED灯虽实际功率小，但比较亮。
接下来做白炽灯实验，串联一个滑动变阻器，通过调节变阻器接入电路阻值，改变灯泡两端电压和通过的电流，使其实际电功率与LED灯尽量接近。当白炽灯两端电压为0.7伏时，通过电流为0.08安，根据P = UI算出功率是0.056瓦，与LED灯很接近。此时观察白炽灯，几乎不发光，仔细看发现有微弱发光。关闭房间灯，观察其发光情况。
对比黑暗环境中LED灯和白炽灯的发光情况，明显发现LED灯亮度远高于白炽灯。它们电功率接近，意味着相同时间消耗电能接近，但LED灯产生可见光的光能多得多。
为什么会这样呢？从能量转化角度分析，白炽灯工作原理是电流热效应，把电能转化为内能，灯温度升高，一小部分内能转化为可见光的光能，大部分内能散失到空气中。而LED灯把输入电能经一系列转化，大部分能量转化为可见光的光能，少量转化为内能散失到周围环境。
在能量转化过程中，总能量即消耗的电能。因LED灯和白炽灯实际电功率接近，可认为相同时间消耗电能相当，LED灯更亮说明相同时间产生更多可见光的光能。
这里用“发光效率”描述这一特征，发光效率 = 有用的可见光的光能÷总的消耗的电能，显然LED灯发光效率远高于白炽灯。生活中，LED灯包装盒常有“16瓦约等于100瓦白炽灯的亮度”标识，意思是16瓦的LED灯正常工作亮度与100瓦白炽灯正常工作亮度相当。
由发光效率公式可知，亮度相当意味着相同时间产生可见光的光能基本相同，LED灯发光效率高，消耗电能少，功率低，所以LED灯比白炽灯更节能。
接下来看第二个情景：用两个不同功率的电热水壶烧开质量相同、初温相同的水。两壶水吸收热量应相同，所以两个电热水壶消耗电能也相同，这种分析准确吗？我们做实验验证。
实验找来两个规格不同的电热水壶，a电热水壶额定电压220伏，额定功率1千瓦；b电热水壶额定电压220伏，功率1800瓦。往两壶分别倒入两瓶380毫升的水，实验前用温度计测水初温为22摄氏度。实验用电力节能测试仪监测实际电功率，发现实际功率比铭牌额定功率略低。
同学们思考下为什么会这样？仔细观察会发现实际电压低于额定电压220伏，所以实际功率略低。实验往往非理想情况，做题时要注意是否在正常工作状态。
a电热水壶水烧开时，水温100摄氏度，消耗电能通过测试仪读出为0.101千瓦时。b电热水壶水烧开时，水温也是100摄氏度，消耗电能0.089千瓦时。
实验结果发现，两壶水吸收热量通过公式Q = cmΔt算出应很接近，但消耗电能差异大。为什么呢？从能量转化角度分析，电热水壶工作原理是电流热效应，把输入电能转化为内能，大部分内能被水吸收升温，少部分散失到周围环境，包括电热壶吸收热量和水蒸气带走部分内能。
整个能量转化过程中，有用能量是水吸收的热量，可由Q吸 = cmΔt计算；总能量是消耗的电能，实验中直接测出。水吸收热量基本相当，但总消耗电能不同，原因在于热量散失不同。