问题 问答题

小明在超市看见白炽灯和节能灯后,想到一个问题:白炽灯和节能灯谁的寿命更长,使用时哪个更经济?为此他查阅了资料,摘出部分信息如下.资料一:白炽灯在白炽状态下发光时,有微粒不断地从灯丝上跑出来,温度越高,微粒跑得越厉害,使灯丝逐渐变细.资料二:60W白炽灯与某种11W的节能灯正常工作时照明效果相同(数据如表一).资料三:白炽灯和节能灯都不宜频繁开闭.

表一

电灯种类额定电压额定功率寿命单价
白炽灯220V60W1000h1.5元
节能灯220V11W3000h18元
表二

工作状态电功率
刚开始工作 
正常工作 
(1)以上资料蕴藏着一些物理知识.请写出两点:

①______;

②______,

(2)已知“220V  60W”的白炽灯,在常温下灯丝的电阻约80Ω,请通过计算将该白炽灯的有关数据填在表二的空格中.

(3)根据以上的数据分析,可知白炽灯不宜频繁开闭的原因是______.

(4)根据资料二的数据,若使白炽灯与节能灯从买回来开始正常工作到寿命结束,白炽灯消耗的电能为______kW•h,节能灯消耗的电能为______kW•h.

答案

(1)“白炽灯在白炽状态下发光时”,说明了白炽灯发光时的温度很高,因此想到熔点高的钨丝做灯丝;灯丝发光的原因是电流的热效应.“有微粒不断地从灯丝上跑出来”,说明灯丝的部分由固态直接变成了气态,为升华现象.

故答案为:①用钨做灯丝是利用其熔点高的特点

②灯丝升华变细(温度越高升华越厉害;灯泡是用电流的热效应来发光的等)

(2)刚开始工作时的电功率为:P1=

U2
R
=
(220V)2
80Ω
=605W

正常工作时功率为:P=P=60W.

故答案为:如图所示

工作状态电功率
刚开始工作605W 
正常工作 60W
(3)由(2)知,当刚开灯时,灯丝的电阻很小,所以此时电流大、功率大,容易烧断灯丝.

故答案为:频繁开闭导致白炽灯灯丝经常在强电流大功率下工作,由于热效应,使灯丝易断

(4)白炽灯消耗:W1=P1t1=0.06kW×1000h=60kW•h

节能灯消耗:W2=P2t2=0.011kW×3000h=33kW•h

故答案为:60;33.

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