Question

19．閱讀短文，回答問題：
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=R₀（t+273），其中R₀為常數(shù)．燈泡工作時溫度很高，用過一段時間后，玻璃殼內(nèi)壁會變黑．
（1）電燈工作后，燈絲溫度升高，其內(nèi)能增加（選填“增加”或“減少”），燈絲內(nèi)能的變化是通過做功（選填“做功”或“熱傳遞”）方式來改變的；
（2）玻璃殼內(nèi)壁變黑，所經(jīng)歷的物態(tài)變化有升華和凝華；
（3）在圖中作出燈絲電阻隨電壓變化的關(guān)系圖線；
（4）燈泡的額定功率是180W；
（5）室溫為27℃時，燈泡正常工作時燈絲的溫度約是2127℃．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）物質(zhì)由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程是升華，物質(zhì)由氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)的過程是凝華；
（3）根據(jù)描點法畫出燈絲電阻隨電壓變化的關(guān)系圖線；
（4）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的額定功率；
（5）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．

解答 解：
（1）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；
（2）燈泡用久之后玻璃泡內(nèi)壁要變黑，是因為燈泡通電時溫度升高，鎢絲在高溫下升華為鎢蒸氣；斷電后，燈泡內(nèi)溫度降低，鎢蒸氣遇冷的玻璃又凝華為固態(tài)的鎢沾在燈泡的內(nèi)壁上；
（3）根據(jù)描點法結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)作出圖象：

（4）燈泡的額定功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（12V）^{2}}{0.80Ω}$=180W；
（5）當(dāng)時溫度是27℃，代入R=R₀（t+273）可得：0.1=K（27+273），
K=$\frac{1}{3000}$，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=$\frac{1}{3000}$（t+273），故t=2127℃．
故答案為：
（1）增加；做功；
（2）升華；凝華；
（3）如上圖所示；
（4）180；
（5）2127．

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．