Question

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燈絲的電阻
燈泡的燈絲是金屬鎢制成的，其電阻隨燈絲溫度變化而改變．室溫為27℃時，一只額定電壓為12V的汽車燈泡，實驗測得燈絲的電阻隨電壓變化的關(guān)系如下表．

U/V	0.2	0.5	1.0	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0	12.0
R/Ω	0.12	0.18	0.25	0.35	0.50	0.62	0.70	0.77	0.80

研究表明，這種燈絲的電阻與溫度滿足關(guān)系  R=K（t+273 ），其中K為常數(shù)．
（ 1）用金屬鎢作燈絲是因為鎢的______高．
（ 2 ）電燈工作后，燈絲溫度升高，內(nèi)能______（增加/減小），這是通過______（做功/熱傳遞）來改變的．
（ 3 ）正常發(fā)光條件下燈泡的電功率是______W．
（ 4 ）在圖中作出燈絲電阻隨電壓變化的關(guān)系圖象．
（ 5）根據(jù)圖象可推測電壓為0V 時，燈絲的電阻約為______歐．
（6）燈泡正常工作時的溫度約是______℃．
（7）試解釋：燈泡為什么在剛開燈的瞬間最容易燒壞？

Answer 1

【答案】分析：（1）熔點是晶體熔化時的溫度，鎢的熔點高不易熔化．
（2）物體的溫度升高內(nèi)能增加．改變物體內(nèi)能的方法有：做功和熱傳遞．
（3）由表中實驗數(shù)據(jù)找出燈泡額定電壓對應(yīng)的電阻，然后由電功率公式P=可以求出燈泡正常發(fā)光時的電功率．
（4）根據(jù)描點法畫出燈絲電阻隨電壓變化的關(guān)系圖線；
（5）根據(jù)作出的圖象可推知電壓為0V時燈絲的電阻．
（6）電壓為0V時，燈絲溫度是室溫27℃，有0V時燈絲的電阻，代入R=K（t+273），可求出K，由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡正常發(fā)光時的電阻為0.8Ω，再代入R=K（t+273），可求出燈泡正常工作時的溫度．
（7）根據(jù)燈泡電阻隨溫度變化的關(guān)系，由電功率公式P=分析答題．由表中實驗數(shù)據(jù)可知，
解答：解：（1）因為鎢絲的熔點高，不易熔化，所以用金屬鎢作燈絲．
（2）燈絲發(fā)光時溫度升高，內(nèi)能增加，這是電流通過導(dǎo)體做功，使燈絲內(nèi)能增加的．
（3）由表中數(shù)據(jù)可知當(dāng)燈泡電壓是12V時，燈絲電阻是0.8Ω，
燈泡正常發(fā)光時的電功率P===180W．
（4）描點法作圖：根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描出對應(yīng)的點，
然后用平滑的曲線把各點連接起來，得到R-U圖象，如下圖所示．

（5）由上圖所示燈絲電阻隨電壓變化的關(guān)系圖象可知，當(dāng)電壓為0V時，燈泡電阻大約為0.1Ω．
（6）由題意知，燈泡電壓為0V時，燈絲溫度是27℃，把U=0V，t=27℃代入R=K（t+273）可得：
0.1=K（27+273），解得：K=13000；由表中數(shù)據(jù)可知，燈泡正常工作時的電阻是0.8Ω，
所以：0.8=13000（t+273），故t=2127℃．
（7）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，剛開燈時，燈泡溫度較低，燈絲電阻較��；燈泡兩端電壓一定，
由電功率公式P=可知，燈泡電阻越小，燈泡實際功率越大，燈泡產(chǎn)生的熱量越多，容易燒壞到燈泡．
故答案為：（1）熔點；（2）增加；做功；（3）180；（4）R-U圖象如上圖所示；（5）0.1；（6）2127；
（7）剛開燈時，燈絲電阻小，燈泡實際功率較大，燈泡容易被燒壞．
點評：本題是一道熱學(xué)、電學(xué)綜合題，涉及到的知識點比較多．本題的關(guān)鍵是從圖象上找出0V時燈絲電阻，然后求出K．然后再由燈泡正常發(fā)光時的電阻，由R=K（t+273 ），求出燈泡正常工作時的溫度．