Вакуумные лампочки накаливания имеют весьма ограниченный срок службы. Если они уже долго светили, то их стеклянные баллоны постепенно покрываются изнутри черным налетом, а перегорают они чаще всего в момент включения в сеть. Объясните указанные факты, указав, какие физические явления и законы вы использовали.
💡 Пошаговый разбор и решение:
1. Нить накала лампочки (обычно вольфрамовая) работает при высокой температуре, необходимой для излучения видимого света, и постепенно испаряется, оседая черным налетом на стеклянном баллоне.
2. Сопротивление металлов растет с ростом температуры, поэтому ток через холодную нить накала в момент включения лампочки в сеть значительно превышает рабочий ток лампочки, когда ее нить накала прогрелась до рабочей температуры.
3. Испарение с разных участков нити происходит не = мерно. По мере испарения металла с нити на ней возникают неоднородности — участки меньшего диаметра с повышенным сопротивлением, где нагревание током по закону Джоуля — Ленца происходит сильнее, чем на последовательно с ними включенных в цепь участках с меньшим сопротивлением.
4. В момент включения в сеть долго проработавшей лампочки один из тонких участков ее нити накала с большим сопротивлением нагревается выше температуры плавления, и нить перегорает.
2. Сопротивление металлов растет с ростом температуры, поэтому ток через холодную нить накала в момент включения лампочки в сеть значительно превышает рабочий ток лампочки, когда ее нить накала прогрелась до рабочей температуры.
3. Испарение с разных участков нити происходит не = мерно. По мере испарения металла с нити на ней возникают неоднородности — участки меньшего диаметра с повышенным сопротивлением, где нагревание током по закону Джоуля — Ленца происходит сильнее, чем на последовательно с ними включенных в цепь участках с меньшим сопротивлением.
4. В момент включения в сеть долго проработавшей лампочки один из тонких участков ее нити накала с большим сопротивлением нагревается выше температуры плавления, и нить перегорает.
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 107795 • Задание №23
[рис.] С идеальным газом в количестве 0,24 моля происходит циклический процесс, VT-диаграмма которого предста...
ID 103343 • Задание №5
Автомобиль массой 2 т проезжает верхнюю точку выпуклого моста, двигаясь с постоянной по модулю скоростью 36 км...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильные объяснения (в данном случае п. 1–4) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: упоминание явлений испарения металлов при высоких температурах, зависимости сопротивления металлов от температуры и от диаметра проводника, а также различного нагревания последовательно включенных участков электрической цепи с различным сопротивлением на основе закона Джоуля — Ленца). | 3
Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков.
В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.)
И (ИЛИ)
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).
И (ИЛИ)
В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. | 2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.
ИЛИ
Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильные объяснения (в данном случае п. 1–4) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: упоминание явлений испарения металлов при высоких температурах, зависимости сопротивления металлов от температуры и от диаметра проводника, а также различного нагревания последовательно включенных участков электрической цепи с различным сопротивлением на основе закона Джоуля — Ленца). | 3
Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков.
В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.)
И (ИЛИ)
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).
И (ИЛИ)
В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. | 2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.
ИЛИ
Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №21 по предмету Физика:
ID 107284
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 23 °C на стенке стакана с хол...
ID 107285
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусовС$ на стенке стак...
ID 107286
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 29 °C на стенке стакана с хол...
ID 107287
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусов С$ на стенке ста...
ID 107288
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $29 градусовС$ на стенке стак...