什么是电学?在生活中的应用及其性质

题目

什么是电学?在生活中的应用及其性质

答案

电学研究的内容主要包括静电、静磁、电磁场、电路、电磁效应和电磁测量‘,涵盖一切以电为研究基础的学科,
1.电灯是如何工作的?
电灯是根据电流的热效应的原理工作的.当电流通过灯丝时,灯丝热到白炽状态就发出明亮的光,将电能转化为光能和热能为我们服务.
2.电灯的灯丝是用什么材料做的?
电灯的灯丝是用熔点高的钨丝做的,这是因为灯泡发光时灯丝的温度在2000摄氏度以上,用钨丝比较耐用.
3.电灯的灯丝为什么要做成螺旋状?
因为灯泡发光时灯丝的温度在2000摄氏度以上,灯丝做成螺旋状是为了减少散热,提高灯丝的温度,以便更好的发光.
4.为什么有的灯泡要抽成真空,有的灯泡要冲入惰性气体?
为了防止钨丝在高温下氧化,小功率的灯泡都抽成真空,而60瓦以上的灯泡要冲入惰性气体,这些气体可以阻碍灯丝在高温下的升华.
5.如何根据灯丝的粗细比较额定电压相同而额定功率不同的电灯?
灯丝较粗的灯泡额定功率较大,灯丝较细的灯泡额定功率较小.因为灯泡中灯丝的材料、长度相同,根据电阻的性质,导体横截面积大,则电阻较小；又额定电压相同,根据P=U2/R可知,灯丝较粗的灯泡额定功率较大.
6.如何比较灯泡的亮度?
电灯的亮度由电灯消耗的实际功率决定,实际功率大的灯泡比较亮.例如“220V,25W”和“220V,100W”的两个灯泡,由R=U2/P可知,25W的灯泡电阻较大,100W的灯泡电阻较小.如果将两灯串联,通过他们的电流相等,由P=I2R可知,25W的灯泡较亮.如果亮灯并联,它们两端的电压相等,由P=U2/R可知,此时25W的灯泡较暗.
7.灯泡用久了,灯泡壁为什么会变黑?
灯泡使用时,钨丝在高温下升华为钨蒸气.关灯后,温度降低,钨蒸气凝华附着在灯泡壁上.时间长了,灯泡壁就会变黑.
8.灯泡的灯丝断了后,如果搭接上为什么显得更亮一些,一般“搭上”的灯使用寿命都不长,这是什么原因?
灯泡的灯丝断了以后,如果搭接上再用,会更亮一些.因为灯丝断了后,长度变短,灯丝的电阻变小,根据P=U2/R,则R变小,P变大,所以显得更亮一些,但由于消耗的电功率变大了,容易使温度升高而再次烧断灯丝.
9.同一个灯泡,为什么使用时,深夜比傍晚亮?
因为实际的输电线路都存在一定的电阻,当傍晚进入用电高峰时,接入电路的用电器增多,致使干路中的电流增大,输电线分到的电压也变大,用电器两端的电压变小.根据P=U2/R可知,此时灯泡比较暗.
10.灯泡的灯丝在开灯的瞬间为什么容易烧断?
这是因为灯丝的电阻跟温度有关,会随温度的升高而增大,在开灯的瞬间灯丝温度较低,电阻较小,根据I=U/R,U不变,R小,则I大,所以容易烧断.
11.如果电源的电压为220V,要使“PZ200-40”的灯泡正常发光,应串联一个多大的电阻?
要使“PZ200-40”的灯泡正常发光,两端的电压必须达到200V,串联电阻R的两端的电压应为UR=220V－200V=20V.而灯泡正常发光时两端的电流为I=P/U=40W/200V=0.2A,所以通过串联电阻R的电流IR=I=0.5A,R=UR/IR=20V/0.5A=100Ω.
12.灯泡使用时,灯泡和电线中流过相同的电流,灯泡和电线都要发热,可实际上灯泡热得发光,电线的发热却觉察不出来,这是为什么?
这是因为灯丝的电阻远大于导线的电阻,根据焦耳定律Q=I2Rt,在I和t都相同时,电阻R小,则Q较小,所以电流通过导线产生的热量较小,这就是灯泡热得发光,而电线的发热却觉察不出来的原因.