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精品文檔-下載后可編輯物理知識(shí)在白熾燈泡上的11問問題1:白熾燈泡有哪幾個(gè)部分組成?哪些是導(dǎo)體?哪些是絕緣體?
答:白熾燈泡主要由燈絲、玻璃殼體、燈頭等幾部分組成。燈泡中的金屬材料都是導(dǎo)體,而玻璃殼體,燈頭的塑料部分是絕緣體。
問題2:白熾燈泡是根據(jù)什么原理制成的?
答:白熾燈泡是根據(jù)電流的熱效應(yīng)原理制成的。燈泡接上額定電壓后,電流通過燈絲而被加熱到白熾狀態(tài)(2000℃以上),因而發(fā)熱發(fā)光。白熾燈工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。
問題3:燈絲由什么材料制成?
答:燈絲是由電阻率大、熔點(diǎn)高的金屬鎢制成的。
問題4:選用鎢作為燈絲,技術(shù)上需克服什么問題?
答:鎢是一種金屬元素,易氧化,且溫度越高,氧化越快,為防止鎢在高溫下的氧化,燈泡都抽成真空。另外,鎢還能產(chǎn)生升華和凝華現(xiàn)象。60W以上的燈泡充入氮、氬等惰性氣體,可阻礙其在高溫下的升華。
問題5:燈絲的“熱”是怎樣向外傳遞的?
答:熱傳遞的方式有傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射。白熾燈的燈絲產(chǎn)生的熱是通過輻射的方式向外傳遞的。為提高燈絲的溫度,增大燈絲的熱輻射量,提高發(fā)光效率,白熾燈的額定功率越大,燈絲繞成的螺旋也就越粗。
問題6:用久了的燈泡為什么會(huì)發(fā)黑變暗?
答:在技術(shù)上雖已采取了阻礙鎢在高溫下升華的措施,但事實(shí)上鎢還能在高溫下升華,由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)。熱的鎢蒸氣遇冷后又凝華為固態(tài)晶體附在燈的內(nèi)表面上,所以燈泡會(huì)發(fā)黑變暗。另外,升華和凝華的結(jié)果使得燈絲變細(xì),由公式R=ρl/S可分析得到,燈絲電阻變大,而燈兩端的電壓不變,P=U2/R,所以燈的功率變小,亮度變暗。
問題7:為什么燈泡總是在開燈的瞬間容易損壞?
答:導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、橫截面積、長度和溫度有關(guān)。一般金屬電阻都隨溫度的升高而增大,燈絲鎢也同樣如此。開燈的瞬間,燈絲溫度低,電阻小,功率大,所以燈絲易出現(xiàn)過熱而熔斷。工作一段時(shí)間后,燈絲溫度升高,阻值隨溫度的升高而增大,燈的電流和功率接近額定值,因而不容易損壞。一只“220V、40W”的白熾燈由公式R=U2/P計(jì)算得到的熱態(tài)電阻是1210Ω,而不工作的冷態(tài)電阻實(shí)測值約為100Ω。
問題8:斷絲的燈泡再搭上,為什么比原來亮,且更容易損壞?
答:斷絲的燈泡再搭上,燈絲的長度減小,電阻變小。工作電壓不變,因而工作電流、功率都增大,亮度比原來亮。由于此時(shí)燈的實(shí)際功率大于額定功率,因而燈絲過熱更易熔斷。
問題9:為什么白熾燈的外表面都是球形的曲面?
答:真空元件都有一個(gè)抗大氣壓強(qiáng)的問題。白熾燈的里面是真空,燈絲的熱和光要透過玻璃向外輻射,玻璃不能很厚,因此,薄的凸形的玻璃曲面可以大大增強(qiáng)抵抗大氣壓的能力。
問題10:根據(jù)燈絲的長短和粗細(xì),如何比較額定電壓相同而額定功率不同的兩只白熾燈泡?
答:照明電路中的白熾燈,額定電壓都相同,根據(jù)公式P=U2/R和R=ρl/S這兩個(gè)公式可知道,燈絲粗長度短,燈絲電阻小,額定功率大。
問題11:白熾燈和日光燈都是常用的照明燈,主要有什么區(qū)別?
答:白熾燈屬于熱輻射光源,在電流通過鎢絲發(fā)熱發(fā)光的過程中,只有一小部分電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?,大部分的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。因此,白熾燈又稱為“熱燈”,這種燈的特點(diǎn)是發(fā)光效率低、壽命短,但制造簡單、價(jià)格低,使用方便。
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