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为验证小灯泡(点光源)光能的球面散射规律并测定其发光效率,有同学设计并进行了如图...

为验证小灯泡(点光源)光能的球面散射规律并测定其发光效率,有同学设计并进行了如图1所示的实验:将一个“6V  8.0W”的小灯泡接入电路,使之正常发光,在灯泡灯丝的同一水平面、正对光线方向放一个光强探头,以测定与光源间距为d时相应的光强值I,其测得以下9组数据(下表);并用一数字图象处理器将表内数据分别在I-d,I-d-1和I-d-2坐标平面内标得如下数据点,如图2所示.
d/×10-2m6.507.508.509.5010.511.512.513.514.5
I/W•m-28.296.664.963.923.372.612.301.971.70
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(1)根据图中三个数据点图,可看出I与哪个量存在线性关系,因此可将I与d之间的数学关系式表达为______,其中的常量为______W(保留两位有效数字).
(2)在与光源等距的各点,认为光源向各方向发出的光强大小几乎相等,依点光源光能向周围空间360球面均匀散射的物理模型,写出光源的发光功率P,光强值I及相应的与光源距离d之间的关系式______
(3)根据以上条件,算出小电珠的电-光转换效率η=______% (保留一位有效数字).

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(1)找出直线,直线表示横坐标与纵坐标成正比,然后求出斜率; (2)光强等于单位时间流过单位面积的光能,相同时间内通过各个球面的能量是相等的; (3)将光源的发光功率除以电功率,就可以得到发光效率. 【解析】 (1)图C为直线,故光强与距离的平方成正比; 表达式为: 斜率为:k≈0.035W 故答案为:,0.035 (0.032-0.038); (2)光强等于单位时间流过单位面积的光能,故发光功率为: P=SI=4πd2I   故答案为:P=4πd2I.   (3)发光功率为:P=SI=4πd2I=4×3.14×(13.5×0.01)2×1.97≈0.45W 发光效率:η= 故答案为:6.
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考点分析:
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(2)将两人站立的位置,改为与刚才方向垂直的两点上,那么电流计读数约为______mA.
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(B)N应选3,O应选4.
(C)N应选1,O应选4.
(D)N应选3,O应选2.

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(选做题B)请回答下列有关DIS实验“研究气体的压强的关系”的问题.
(1)如图所示,用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积关系.实验中气体的质量保持不变,气体的体积直接读出,气体的压强是由图中______传感器等计算机辅助系统得到.
(2)完成本实验的基本要求是______
(A)在等温条件下操作.
(B)封闭气体的容器密封良好.
(C)必须弄清所封闭气体的质量.
(D)气体的压强和体积必须用国际单位.
(3)某同学在做本实验时,按实验要求组装好实验装置,然后缓慢推动活塞,使注射器内空气柱从初始体积20.0ml减为12.0ml.实验共测五次,每次体积值直接从注射器的刻度读出并输入计算机,同时由压强传感器测得对应体积的压强值.实验完成后,计算机屏幕上显示出如下表所示的实验结果:
序号V(m1)p(×105Pa)pV
120.01.001 020.020
218.01.095 219.714
316.01.231 319.701
414.01.403 019.642
512.01.635 119.621
仔细观察不难发现,pV一栏中的数值越来越小,造成这一现象的原因可能是______
(A)实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大.
(B)实验时环境温度增大了.
(C)实验时外界大气压强发生了变化.
(D)实验时注射器的空气向外发生了泄漏.
(4)根据你在第(3)题中的选择,为了减小误差,你应当采取的措施是:______

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(1)在下面方框中完成所需电路.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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