电灯上的物理知识电灯作为照明器具开始进入每个家庭，给人们带来了光明它把黑夜变为白昼，扩大了人类活动的范围 1.白炽灯的原理：白炽灯利用电流的热效应制成，灯丝是用熔点高的钨丝做的，当电流通过时，灯丝热到白炽状态（物体温度达到1700 ℃ 以上时发白光，这种状态叫白炽状态）发出明亮的光白炽灯工作时，将电能转化为内能和光能 2.白炽灯的结构：白炽灯泡主要由灯丝、玻璃壳体、灯头等几部分组成常见灯泡有螺丝口灯泡和卡口灯泡螺丝口灯泡的灯丝两头各接一根金属丝，他们分别接在灯泡尾部中心的金属体和螺旋上；卡口灯泡的灯丝两头所接两根金属丝，都从灯泡尾部伸出，分别焊住 3.观察白炽灯，你注意到以下一些特点吗？ 白织灯的玻璃壳体顶部有“PZ220 - 40 ”字样，它的物理意义是：这盏是普通照明灯泡，它的额定电压是220V ，额定功率是40 W 灯泡壁是透明的玻璃，灯泡做成梨形透光性好，玻璃是热的不良导体，又是绝缘体灯泡内惰性气体对流时，金属钨蒸发时的黑色微粒大部分被气体卷到上方，附着在灯泡的颈部，便可保持玻璃透明，使灯泡亮度不受影响 灯丝有粗有细额定电压相同时，额定功率越大的灯泡，灯丝越粗。
因为电阻的大小与导体的横截面积有关，在材料和长度相同时，横截面积越大，电阻越小，也就是灯丝越粗，电阻越小，由P=U2/R知，其电功越大 灯丝有螺旋状的，螺旋状可减小热量散夫，提高温度． 白炽灯有螺丝口灯泡和卡口灯泡，螺丝口灯泡连接在电路上时，为了安全，零线一定接在螺旋套上 4.使用白炽灯时常见的一些现象： 用久的灯泡会发黑灯丝是钨做的，在高温下，钨会升华，钨蒸气在温度降低时，发生凝华附着在灯泡内壁上，从而使灯壁发黑 同一盏灯傍晚比深夜暗傍晚用电器使用较多，并联的总电阻小，灯泡两端电压变小，每个灯泡的实际功率变小，亮度变暗，当家中接入大功率用电器（如夏天在家里打开空调）时，灯光变暗也是这个道理 用久的白炽灯通常要比相同规格的新白炽灯暗些这是因为灯丝发生升华而变细，从而使灯丝电阻变大，通过灯丝的电流变小，当电压不变时实际功率变小 白炽灯的灯丝断了，接上后继续使用时，灯变亮，但更容易熔断这是因为灯丝断了，搭上继续使用时，灯泡两端电压不变，灯丝长度变短，电阻变小，灯泡的实际功率变大，亮度变亮，由于此时灯的实际功率大于额定功率，因而灯丝过热更容易熔断 白炽灯的灯丝，很少在正常发光时突然烧断，通常是在开关的瞬间灯丝被烧断。
这是因为金属导体的电阻随温度升高而增大，刚开灯的瞬间，灯丝的电阻比正常发光的电阻小的多，故此时的电流比正常发光时大的多，从而将灯丝烧毁 我们常常在厕所或楼梯过道等场所，将两只白炽灯串联接入220V 电路中使用这是因为在对光线要求不高的场所，将两白炽灯串联接人220V 电路中，其实际功率小于额定功率，可以省电，也是为了延长白炽灯的使用寿命日常生活中，当打开或关闭电灯你会从附近的收音机中听到“喀喀”的杂声，这杂声就是电路通断时发出的电磁波被收音机接收而产生的白炽电灯中的物理知识现代普遍使用的白炽电灯，是美国发明家爱迪生在1878年发明的，它是迄今为止人类制造的最好的人造光源白炽电灯的工作原理是电流的热效应，当电流通过灯丝时，灯丝热到白炽状态（温度达到1700 以上灯丝发白光）就发出很亮的光，从能量转化的角度看属电能转化为内能和光能白炽电灯的灯丝是用熔点高、电阻率大的金属钨做的，发光时温度一般在2000 以上（钨的熔点为3410 ）为了提高灯丝的温度、减少散热，灯丝一般是绕成螺旋状为了防止钨在高温下氧化，小功率的灯泡都抽成真空，60W以上的灯泡还充入氮、氩等气体以阻碍钨丝在高温下升华，灯丝温度也可提高到2400 至2700 。
当然灯泡用久了灯壁发黑、灯丝变细、发光亮度减弱就是钨丝在高温下升华、在低温下凝华造成的白炽电灯的规格通常用额定电压和额定功率表示，电灯只有在额定电压下工作时的实际功率才等于额定功率，在实际电压等于额定电压的情况下，灯泡的额定功率越大（此时实际功率也越大）灯泡就越亮，即灯泡亮度由实际功率决定白炽电灯的灯丝电阻在常温下只有几十欧到几百欧，发光时随温度的升高电阻将变大，一般可达几千欧刚开灯时，由于灯丝电阻很小，电流很大，短时间内产生巨大热量，温度迅速升高，如果制造质量不过关，灯丝就容易在开灯的瞬间熔断烧断后的灯丝搭接上接入原电路可重新使用，由于灯丝长度变短、电阻变小，由P=U2/R可知，实际功率将变大，电灯比正常发光时更亮，温度更高，所以寿命不长两个额定电压相同的灯泡，由R=U2/P可知,额定功率小的电阻大，将它们串联后接入照明电路，由于电流相等，由P=I2R可知,额定功率小的灯泡实际功率大，即额定功率小的灯泡反而亮些在走道或某些公共场所的长明灯，为节约用电和延长电灯的使用寿命，人们常将两灯串联使用，计算表明两个“220V、40W”的灯串联接入照明电路，每个电灯的实际功率只有10W，二者功率之和比单独使用一个的功率还少20W。
白炽电灯有卡口式和螺丝口式两种，螺丝口式灯泡的螺旋必须接在零线上白炽电灯之所以做成梨形，是为了使其在热胀冷缩时受力均匀，不易破碎焊接在玻璃中的两根金属线的热膨胀系数必须跟玻璃相同，这样当温度改变时，金属线和玻璃之间的接合才不会松脱，金属丝也不会把玻璃胀破电灯，是我们生活学习中的好帮手，它应用了不少物理知识，也是“从生活走向物理”的好教材之一，同学们你们注意到了吗？ 1 电灯的工作原理 电灯是利用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生很亮的光，将电能转化成灯丝的内能和光能来为我们照明服务 2 电灯的灯丝用什么材料做的 电灯的灯丝是熔点高的钨丝做的，这是因为灯泡发光时的温度在2000℃以上，用钨丝比较耐用 3 电灯的灯丝为什么要绕成螺旋状 因为灯泡发光时的温度再2000℃以上，灯丝绕成螺旋状是为了散热，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？ 主要为了防止钨在高温下氧化，小功率的灯泡都抽成真空，而60W以上的灯泡则要冲入氮气、氩气等惰性气体，这些气体可以阻止钨丝在高温下的升华。
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相同、灯丝的长度相同，根据电阻的性质，导体面积S大，则电阻R较小；因为额定电压相同，再根据P=U2/R，由于S大，则R小，所以额定功率P较大 6 如何比较电灯的亮度 电灯的亮度要比较电灯消耗的实际功率，实际功率大的灯泡亮例如“220V 25W”和“220V 100W”的两个灯泡，根据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等串联，根据P= I2R，I相同，则R大，P大，所以25W的灯泡较亮如果两等并联，根据P=U2/R，U相同，则R大，P小，此时25W的灯较暗 7 灯泡用久了，灯泡的壁为什么会变黑 灯泡使用时，钨丝在高温下升华为钨蒸气，关灯后，温度降低，钨蒸气凝华为粉末状的细小钨颗粒附着凝结在灯泡壁上，时间长久就会变黑 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小，P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，接入电路的用电增多，致使干路中的电流增大，由于线路中的电阻一定，根据U灯=220V-U线，所以灯泡两端的电压深夜比傍晚大些再根据P=U2/R，而相同，则U大，P大，所以灯泡使用时深夜比傍晚亮 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 在深夜，如果灯泡两端的电压为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220V，串联电阻R的两端的电压应为UR=230V－220V=10V而灯泡正常发光时两端的电流为I=P/U=40W/220V=2/11A，所以通过串联电阻R两端的电流IR=I=2/11A，R=UR/IR=10V/（2/11A）=55Ω。
12 如果傍晚灯泡两端的电压为210V灯泡在消耗的实际功率的多大？ “PZ200-40”灯泡的电阻为R=U2/P=（220V）2/40W=1210Ω 在现实生活中，因为灯泡两端的电压又210V，所以通过灯泡的电流I实际=U实际/ R=210V/1210Ω=21/11A，使用时消耗的实际功率P=I实际U实际=210V×21/11A=26.4通过计算说明实际功率比额定功率要小，即傍晚用电高峰时使用灯泡显得很暗） 13 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 在生活中，我们熟悉的电灯，充分运用了电学中的电流、电压、电阻、电功、电功率、热量等物理知识可见，物理知识离我们并不遥远，它就在我们生活中，就在我们身边。