小明想探究白炽灯的发光效率η(η为光能与消耗电能的比值)。他找来了一个无色透明玻璃鱼缸、一只额定功率为P的家用白炽灯泡、一张无色透明耐高温塑料纸。他先在鱼缸中放入质量为m的水,用塑料纸包住灯泡和电线,然后把包裹塑料纸的灯泡浸没在水中(如图所示),点亮电灯,使灯泡正常发光。请回答下列问题:
(1)白炽灯泡发光时可将电能转化为哪些能量?
(2)要完成这次探究需要哪些测量工具?
(3)写出所要测量的物理量(用符号表示),并写出白炽灯发光效率的表达式。
(4)小英同学看了小明的方案后,觉得基本可行,但也有一些不足。请你说出其中的一个不足之处。小明根据上述实验方案测出的白炽灯的发光效率,比白炽灯实际的发光效率是偏高还是偏低?
神州七号载人飞船在太空真空状态下飞行,要求飞船的舱门必须具有良好的密封性,以确保航天员的生命安全。为此,要在发射前检验飞船舱门的密封性能,科研人员采用了如下的检验方法:将待检验的飞船舱体M置于一个集气空腔N中,如下图甲所示。为了模拟飞船飞行时的真实环境,先对舱体M充入压强为1.0×105pa的空气,然后,把集气空腔N抽成真空,集气空腔N不漏气。若飞船舱门漏气,经过一段时间便会有气体从舱体M进入集气空腔N中,舱体M中的压强将减小,集气空腔N中的压强将增大。为了测量舱体M和集气空腔N中的压强,设计了如下图中所示的电路。其中,RM、RN是两个完全相同的力敏电阻(电阻值会随所受压强大小发生变化的可变电阻)。已知集气空腔N的容积为5V,舱体M的容积为V,不计舱体M器壁的体积,整个过程温度不变。电路中R0的阻值为10Ω,电源电压恒为9V。力敏电阻RM、RN的阻值随气体压强变化的关系如下表:
请回答下列问题:
(1)若飞船舱门漏气,则空气从舱体M中缓慢逸出过程中,电流表和电压表的读数将如何变化?
(2)若在检验过程中,某时刻电压表和电流表的示数分别为4.5V和0.225A,飞船舱门的面积是0.6m2,请计算此时舱门受到的内外压力差。
(3)实验表明,一定质量的气体在温度不变的情况下,压强随体积的变化如下图乙所示。若空气从舱体M中逸出,经过一定的时间后,M、N中的压强相等,则此时电流表和电压表的读数分别是多少?
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