Question

19．阅读短文，回答问题：
灯丝的电阻
灯泡的灯丝是金属钨制成的，其电阻随灯丝温度变化而改变．
室温为27℃时，一只额定电压为12V的汽车灯泡，实验测得灯丝的电阻随电压变化的关系如表．

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，这种灯丝的电阻与温度满足关系R=R₀（t+273），其中R₀为常数．灯泡工作时温度很高，用过一段时间后，玻璃壳内壁会变黑．
（1）电灯工作后，灯丝温度升高，其内能增加（选填“增加”或“减少”），灯丝内能的变化是通过做功（选填“做功”或“热传递”）方式来改变的；
（2）玻璃壳内壁变黑，所经历的物态变化有升华和凝华；
（3）在图中作出灯丝电阻随电压变化的关系图线；
（4）灯泡的额定功率是180W；
（5）室温为27℃时，灯泡正常工作时灯丝的温度约是2127℃．

Answer 1

分析 （1）物体的温度升高内能增加．改变物体内能的方法有：做功和热传递；
（2）物质由固态直接变为气态的过程是升华，物质由气态直接变为固态的过程是凝华；
（3）根据描点法画出灯丝电阻随电压变化的关系图线；
（4）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的额定功率；
（5）电压为0V时，灯丝温度是室温27℃，有0V时灯丝的电阻，代入R=K（t+273 ），可求出K，由表中数据可知，灯泡正常发光时的电阻为0.8Ω，再代入R=K（t+273 ），可求出灯泡正常工作时的温度．

解答 解：
（1）灯丝发光时温度升高，内能增加．这是电流通过导体做功，使灯丝内能增加的；
（2）灯泡用久之后玻璃泡内壁要变黑，是因为灯泡通电时温度升高，钨丝在高温下升华为钨蒸气；断电后，灯泡内温度降低，钨蒸气遇冷的玻璃又凝华为固态的钨沾在灯泡的内壁上；
（3）根据描点法结合表格中的数据作出图象：

（4）灯泡的额定功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（12V）^{2}}{0.80Ω}$=180W；
（5）当时温度是27℃，代入R=R₀（t+273）可得：0.1=K（27+273），
K=$\frac{1}{3000}$，由表中数据可知，灯泡正常工作时的电阻是0.8Ω．
所以，0.8=$\frac{1}{3000}$（t+273），故t=2127℃．
故答案为：
（1）增加；做功；
（2）升华；凝华；
（3）如上图所示；
（4）180；
（5）2127．

点评 本题是一道热学、电学综合题，涉及到的知识点比较多．本题的关键是从图象上找出0V时灯丝电阻，然后求出K．然后再由灯泡正常发光时的电阻，由R=K（t+273 ），求出灯泡正常工作时的温度．