Question

14．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，这种灯丝的电阻与温度满足关系R=K（t+273），其中K为常数．
（1）用金属钨作灯丝是因为钨的熔点高．
（2）电灯工作后，灯丝温度升高，内能增加（增加/减小），这是通过热传递（做功/热传递）来改变的．
（3）正常发光条件下灯泡的电功率是150W．
（4）在图中作出灯丝电阻随电压变化的关系图象．
（5）根据图象可推测电压为0V时，灯丝的电阻约0.7欧．
（6）试解释：灯泡为什么在刚开灯的瞬间最容易烧坏？

Answer 1

分析 （1）熔点是晶体熔化时的温度，钨的熔点高不易熔化．
（2）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．
（3）由表中实验数据找出灯泡额定电压对应的电阻，然后由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可以求出灯泡正常发光时的电功率．
（4）根据描点法画出灯丝电阻随电压变化的关系图线；
（5）根据作出的图象可推知电压为0V时灯丝的电阻．
（6）根据灯泡电阻随温度变化的关系，由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析答题．由表中实验数据可知，

解答 解：（1）因为钨丝的熔点高，不易熔化，所以用金属钨作灯丝．
（2）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．
（3）由表中数据可知当灯泡电压是12V时，灯丝电阻是0.8Ω，
灯泡正常发光时的电功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（12V）^{2}}{0.8Ω}$=180W．
（4）描点法作图：根据表中实验数据，在坐标纸上描出对应的点，
然后用平滑的曲线把各点连接起来，得到R-U图象，如下图所示．

（5）由上图所示灯丝电阻随电压变化的关系图象可知，当电压为0V时，灯泡电阻大约为0.1Ω．
（6）由表中实验数据可知，刚开灯时，灯泡温度较低，灯丝电阻较小；灯泡两端电压一定，
由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，灯泡电阻越小，灯泡实际功率越大，灯泡产生的热量越多，容易烧坏到灯泡．
故答案为：（1）熔点；（2）增加；做功；（3）180；（4）R-U图象如上图所示；（5）0.1；（6）刚开灯时，灯丝温度低，灯丝电阻小，灯泡实际功率较大，灯泡容易被烧坏．

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．