Question

在家庭電路中，往往會出現這樣的現象：在人們剛合上開關時，白熾燈閃亮一下立即就熄滅，這時燈絲已經斷了，這種情況我們通常說成燈泡被“閃”壞了．什么原因使燈泡“閃”壞了？小明查閱有關資料，找到標有“PZ220-40”字樣的白熾燈，通常情況下開燈瞬間燈泡電功率與時間關系圖象如圖所示：
（1）由圖象可知，白熾燈絲有一個升溫過程，時間約______s，這個時間小于人所能感覺到的時間，因此感覺白熾燈一合開關就亮．白熾燈被“閃”壞的原因在于______．
（2）燈絲的電阻與溫度的關系為R=R₀[1+α（t-20）]，其中α=0.005℃^-1，R₀為常溫下電阻，R為正常發光時的電阻，根據圖象可估算出該燈泡正常發光時燈絲的溫度t約為______．

Answer 1

解：（1）從圖象中可以看出，燈絲升溫的時間為0.04s；
燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，在開燈瞬間，燈絲溫度低，所以電阻小．由于電壓一定，根據P=可知，電功率較大，所以剛開燈的瞬間燈絲容易燒斷；
（2）開燈的瞬間燈絲電阻R₀==96.8Ω；正常發光時的電阻R==1210Ω；
所以1210Ω=96.8Ω×[1+0.005℃^-1（t-20℃）]，
該燈泡正常發光時燈絲的溫度t=2320℃．
故答案為：0.04；在開燈瞬間，燈絲溫度低，所以電阻小，功率較大；2320℃．
分析：（1）從圖象中可以看出，隨時間的變大，功率在變小，說明電阻在變大，從而可以看出燈絲升溫的時間；燈絲的電阻與燈絲溫度有關，燈絲電阻隨溫度升高而增大；開燈瞬間，燈絲溫度低，電阻小．由于電壓一定，根據P=可知，電功率較大；
（2）從圖象上可以看出燈泡正常發光時和常溫下的功率，根據公式R=求出燈絲在常溫和正常發光時的電阻，進一步求出該燈泡正常發光時燈絲的溫度．
點評：本題考查電阻的計算，難點是從圖象上找出隱含的物理量，列出關系式，求出所要求的問題．