小陽觀察家里的臺燈(40W)、吸頂燈(60W)和壁燈(15W)亮度都不同,由此現象小陽得出一個錯誤的推論:如果將上述用電器串聯起來使用,額定功率大的燈比額定功率小的燈亮.請你利用實驗室給定的器材設計一個實驗,說明小陽的推論是不正確的.實驗器材:符合實驗要求的電源、開關、導線和三盞額定電壓相同、額定功率不同的小燈泡.
(1)簡述實驗過程及實驗現象:______.
(2)簡要說明小陽的結論為什么是不正確的:______.
【答案】
分析:(1)因判斷的亮度取決于燈泡的實際功率,所以要驗證小陽的推論,只需將臺燈、吸頂燈與壁燈是串聯在電路中的,觀察到它們的亮度即可,按照這一思路設計實驗.
(2)由功率公式P=

比較燈泡的電阻大小,根據公式P=I
2R比較燈泡串聯時的實際功率,然后解釋實驗現象.
解答:解:(1)因需將臺燈、吸頂燈與壁燈是串聯在電路中的,觀察到它們的實際亮度,所以設計實驗如下:
①將電源和三只小燈泡、開關及導線組成串聯電路;
②閉合開關后,觀察小燈泡亮度,現象是額定功率小的燈比額定功率大的燈亮;
(2)根據公式R=

可知額定電壓相同的白熾燈,額定功率大的電阻小,額定功率小的電阻大.
所以,吸頂燈(60W)的阻值最小,和壁燈(15W)的阻值最大,
在串聯電路中,通過三只燈泡的電流I相等,根據公式P=I
2R和額定功率小的燈比額定功率大的燈電阻大知:
額定功率小的燈串聯時它的實際功率大,即燈泡的亮度較亮.
因此,小陽的結論是不正確的.
故答案為:(1)①將電源和三只小燈泡、開關及導線組成串聯電路;
②閉合開關后,觀察小燈泡亮度,現象是額定功率小的燈比額定功率大的燈亮;
(2)額定功率小的燈串聯時它的實際功率大,即比額定功率小的燈泡的亮度較亮.
點評:本題考查燈泡亮度判斷的實驗設計,實際上是對實際功率比較大小的實驗設計,記住燈泡的亮度取決于燈的實際功率,額定功率大的燈泡如果實際功率小,發光時也可能較暗.