Question

在家庭电路中，往往会出现这样的现象：在人们刚合上开关时，白炽灯闪亮一下立即就熄灭，这时灯丝已经断了，这种情况我们通常说成灯泡被“闪”坏了．什么原因使灯泡“闪”坏了？小明查阅有关资料，找到标有“PZ220-40”字样的白炽灯，通常情况下开灯瞬间灯泡电功率与时间关系图象如图所示：
（1）由图象可知，白炽灯丝有一个升温过程，时间约______s，这个时间小于人所能感觉到的时间，因此感觉白炽灯一合开关就亮．白炽灯被“闪”坏的原因在于______．
（2）灯丝的电阻与温度的关系为R=R₀[1+α（t-20）]，其中α=0.005℃^-1，R₀为常温下电阻，R为正常发光时的电阻，根据图象可估算出该灯泡正常发光时灯丝的温度t约为______．

Answer 1

解：（1）从图象中可以看出，灯丝升温的时间为0.04s；
灯丝的电阻随温度的升高而增大，在开灯瞬间，灯丝温度低，所以电阻小．由于电压一定，根据P=可知，电功率较大，所以刚开灯的瞬间灯丝容易烧断；
（2）开灯的瞬间灯丝电阻R₀==96.8Ω；正常发光时的电阻R==1210Ω；
所以1210Ω=96.8Ω×[1+0.005℃^-1（t-20℃）]，
该灯泡正常发光时灯丝的温度t=2320℃．
故答案为：0.04；在开灯瞬间，灯丝温度低，所以电阻小，功率较大；2320℃．
分析：（1）从图象中可以看出，随时间的变大，功率在变小，说明电阻在变大，从而可以看出灯丝升温的时间；灯丝的电阻与灯丝温度有关，灯丝电阻随温度升高而增大；开灯瞬间，灯丝温度低，电阻小．由于电压一定，根据P=可知，电功率较大；
（2）从图象上可以看出灯泡正常发光时和常温下的功率，根据公式R=求出灯丝在常温和正常发光时的电阻，进一步求出该灯泡正常发光时灯丝的温度．
点评：本题考查电阻的计算，难点是从图象上找出隐含的物理量，列出关系式，求出所要求的问题．