白炽灯是一种热辐射光源,电流通过灯丝(钨丝制成)后会使灯丝加热到白炽状态。现在家庭中多数的白炽灯被LED灯替代,小明设计实验来研究白炽灯的相关物理现象。
(一)多功能计量插座是一种新型插座,它由数字显示屏和普通插座等几个部分组成,它不仅可以给用电器供电,还可以直接测出该用电器的电功率,操作简单、读数快捷如下图是一款多功能计量插座测量一盏标有“220V 100W”白炽灯的情形。小明将白炽灯接入家庭电路中(电源电压恒定),观察白炽灯的发光情况,同时,用多功能计量插座记录了白炽灯从刚接入电路到一段时间以后的电功率,并画出了电功率随时间的变化图象,如下图所示,通过观察图象可以看出,白炽灯接入电路的前15s内实际电功率逐渐降低,20s后状态稳定。问:
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(2)
白炽灯接入电路的前15s内,电功率逐渐降低,主要原因是;
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(3)
小明还发现白炽灯泡的灯丝断了,灯丝重新“搭接”使用时,搭接处非常容易烧断。分析原因,以下选项正确的是____;
A . 灯丝搭接后总长度变短,电阻变小,电压相同的情况下,电流变大,根据焦耳定律产生的热量变多
B . 灯丝搭接处电阻要比灯丝其他部分的电阻大,电流通电时间相同的情况下,根据焦耳定律,搭接处产生的热量较多
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(4)
小明接着用多功能计量插座测出另一款LED灯的实际功率,他通过比较发现LED灯的额定功率和实际功率比该白炽灯低很多,但LED灯却更亮,则LED灯的发光效率比白炽灯(选填“更高”、“更低”或“相同”);
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(5)
(二)若有abcd四个标有“2.5V 0.3A”的小灯泡,小明要把它们接在5V的电路中使用,设计了两种电路如图甲和图乙,若灯丝电阻保持不变,请你帮助小明分析,
图接法更好(填“甲”或“乙”),理由是
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