Question

同學們通過實驗來探究“電功率跟電流、電壓的關系”．
（1）實驗中小燈泡電功率的大小可通過觀察什么現象來判斷？
（2）一位同學用干電池做電源，把L₁“2.5V  0.3A”和L₂“3.8V  0.3A”兩只燈泡連成如圖甲所示的電路．閉合開關進行實驗，記錄數據如下表：

小燈泡	發光情況	電壓U/V
L1	暗	1.8
L2	亮	2.7

通過觀察現象及數據分析，你得出什么結論？
（3）有位同學又在原有器材基礎上繼續探究，連接方式如圖乙所示，閉合開關S，看到小燈泡L₁一閃即滅，經檢查發現燈絲斷了．請你分析原因并說明改進方法．

Answer 1

【答案】分析：（1）燈泡的亮度由燈泡的實際功率決定；
（2）燈泡的亮度由燈泡的實際功率決定，而實際功率又由實際電壓決定；
（3）由表格中L₁和L₂的實際電壓可以算出電源電壓，由于圖乙中兩燈是并聯，則可知L₁兩端的電壓等于電源電壓，通過比較L₁的實際電壓和額定電壓的關系，就可以知道燈絲燒斷的原因了．
為了防止燈泡兩端電壓過大而燒斷燈絲，就應該采取串聯電阻的方法，因為串聯電阻具有分壓作用．
解答：解：（1）燈泡的亮度是由燈泡的實際功率決定的，實際功率越大，燈泡越亮．所以實驗中小燈泡電功率的大小可通過觀察小燈泡的亮度來判斷．
    （2）由兩個小燈泡的額定電壓和額定電流可知，這兩個小燈泡的電阻不同，通過R=計算可得：L₁的電阻比L₂的電阻小．
    當這兩個燈泡串聯時，通過它們的電流相同，根據U=IR和P=UI可知：L₁電阻小，兩端分得的電壓小，消耗的實際功率小，燈泡發光暗；L₂電阻大，兩端分得的電壓大，實際功率大，燈泡發光亮．
    （3）由串聯電路電壓規律可知，這兩個燈泡串聯時電路兩端的總電壓是U=1.8V+2.7V=4.5V．現在將這兩個燈泡并聯接在這個電源上，根據并聯電路電壓規律可知，燈泡L₁兩端的電壓等于4.5V．由于燈泡L₁兩端的實際電壓比它的額定電壓高得多，所以燈泡L₁的燈絲會在一瞬間被燒斷．
    改進方法：在干路上串聯一個電阻，該電阻能夠分去一部分電壓，從而減小燈泡兩端的電壓．
答：（1）實驗中小燈泡電功率的大小可通過觀察小燈泡的亮度來判斷．
    （2）結論：由于L₁與L₂的電阻不同，串聯在電路中后得到的實際電壓不同，電壓高的功率大，功率大的燈泡亮．
    （3）從甲圖知道，電源電壓是4.5V，而乙圖中L₁是并聯在電源上的，因其額定電壓（2.5V）低于電源電壓所以燒壞．
改進辦法是在干路上串聯一分壓電阻．
點評：本題是一道探究題，圖甲探究的是電功率與電壓的關系，圖乙探究的是電功率與電流的關系．要理解燈泡的亮度與燈泡實際功率的關系，燈泡功率與電壓、電流的關系．