Question

为探究小灯泡(点光源)发出的光能在周围空间的分布规律，并测定该小灯泡正常发光时电能转换为光能的效率，有同学设计并进行了如图甲所示的实验：在一个正常发光的8.0W小灯泡灯丝的同一水平面、正对光线方向放一个光功率传感器，以测定与光源距为d的垂直光线方向的单位面积上获得的光功率，(单位W／m²)，将测得的实验数据通过计算机分别在I―d，I―和I―坐标平面内标得如图乙中的(a)、(b)、(c)所示数据点．


    (1)据图乙的三个数据点图，可看出I与d、、三个量中的                 存在线性关系，由此可将I与d之间的数学关系式表达为：I=             ，其中的常量k=         W?m²(结果保留两位有效数字)．
    (2)假设点光源能向周围空间各个方向均匀发射光，在与光源距离相等的地方，单位面积上获得的光功率是相等的．设与光源相距d处的单位面积上获得的光功率是I，写出用I和d表示的光源发光总功率P₀的表达式：P₀=                           ．
    (3)根据以上实验数据，算出小灯泡正常工作时电能转换为光能的效率η=          ％．

Answer 1

(12分) (1) (2分)， (1分)，3.5×10^－2 (3.l×10^－2―3.9×10^－2范围内均可，3分) (2)P₀＝4πd²I (3分) (3)5.5 (4.9―6.1范围均可，3分)