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現在、F-02Eを使ってます。

battery mixというアプリでバッテリーの温度を記録してるんですが、
今までで一番熱くなったのは、
充電しながらニコニコ動画で30分程度の動画を2本続けて視聴したときに
56℃を記録しました。

感覚的には、後ろの指紋認証のボタンを中心に熱くなります。
腕とかにずっとくっつけてたら
低温やけどするんじゃないかなって思うくらいには熱いです。

質問主さんの使い方では、だいぶ熱くなると思いますね。



また、充電しながら使いたいということですが、
本体温度が50℃を超えたあたりで高音警告が出て、充電が出来なくなります。
(温度が下がれば、問題なく充電できるようになります)

ほかにも、バッテリーが高音になっているときは
カメラの起動、wi-fiの接続ができなくなります。


ARROWSはほかの機種よりも熱くなりやすいといわれていますが、
私は、同時に温度が下がるのも早いと思います。
ちなみに普段、充電せずに動画を見てるときは30℃～40℃程度の温度です。

私は、発熱はどの機種でもするしあまり気にしてないですし
この機種は特に不具合も感じてないので、この機種で満足しています。
ですが、発熱やバッテリー持ちを一番に気にするなら
おすすめはできないかな、と思いますね。

ARROWSの不具合はスマホ参入した頃からずっとですからやめた方がいいですよ。
LGはよくわかないので触れませんが、スマホはXPERIA（SONY）かAQUOSphone（SHARP）の二択です。
それともうひとつ。インターネットと動画を長時間やられるのであればLTEにはお気をつけ下さい。通信量に制限かあるので、ショップの店員さんに相談してみて下さい。

深刻なというか、充電しながらの使用は、言ってみれば、満タン状態のバッテリーを暖めながら維持しているのと変わりありませんから、ただでさえ、高温状態や満タン状態での維持がバッテリーに負担を掛けるのに、その両方ですから、バッテリーに良いわけ有りません。まぁ、よくて寿命の低下、悪くすれば、発火の虞すら有るでしょうね。

※ 保護回路の働きで、普通なら発火の恐れは低いのですが、充電しながらの使用などと言った、想定外の使用方法でまで、保護回路が充分機能するとは保証できません。

普通に使うレベルでは問題ありません。
ゲームや動画には最適なプロセッサーを搭載しているようです。
私はiPhone5と3年前に買ったガラケーの2台を使ってましたが
先日ガラケーを解約してネット専用にARROWS X（Xi接続）に
しました。

詳しい人に聞いたところNVIDIAのプロセッサーは高熱を発する
ようですが80℃以上になっても性能は落ちないようです。