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为探究小灯泡(点光源)发出的光能在周围空间的分布规律,并测定该小灯泡正常发光时电能转换为光能的效率,有同学设计并进行了如图甲所示的实验:在一个正常发光的8.0W小灯泡灯丝的
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为探究小灯泡(点光源)发出的光能在周围空间的分布规律,并测定该小灯泡正常发光时电能转换为光能的效率,有同学设计并进行了如图甲所示的实验:在一个正常发光的8.0W小灯泡灯丝的同一水平面、正对光线方向放一个光功率传感器,以测定与光源距为d的垂直光线方向的单位面积上获得的光功率,(单位W/m2),将测得的实验数据通过计算机分别在I-d,I-
和I-
坐标平面内标得如图乙中的(a)、(b)、(c)所示数据点.
(1)据图乙的三个数据点图,可看出I与d、
、
三个量中的
存在线性关系,由此可将I与d之间的数学关系式表达为:I=
,其中的常量K=______W(结果保留两位有效数字).
(2)假设点光源能向周围空间各个方向均匀发射光,在与光源距离相等的地方,单位面积上获得的光功率是相等的.设与光源相距d处的单位面积上获得的光功率是I,写出用I和d表示的光源发光总功率P0的表达式:P0=______.
(3)根据以上实验数据,算出小灯泡正常工作时电能转换为光能的效率η=______%.

1 |
d |
1 |
d2 |
(1)据图乙的三个数据点图,可看出I与d、
1 |
d |
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1 |
d2 |
k |
d2 |
k |
d2 |
(2)假设点光源能向周围空间各个方向均匀发射光,在与光源距离相等的地方,单位面积上获得的光功率是相等的.设与光源相距d处的单位面积上获得的光功率是I,写出用I和d表示的光源发光总功率P0的表达式:P0=______.
(3)根据以上实验数据,算出小灯泡正常工作时电能转换为光能的效率η=______%.

▼优质解答
答案和解析
(1)图C为直线,故光强与距离的平方成正比;表达式为:I=kd2斜率为:k≈0.035=3.5×10-2(2)光强等于单位时间流过单位面积的光能,故发光功率为:P0=SI=4πd2I (3)发光功率为:P0=SI=4πd2I=4×3.14...
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