Question

3．一型號(hào)的兩個(gè)燈泡串聯(lián)在電路中會(huì)一樣亮嗎？小明將兩個(gè)型號(hào)為“12V 25W”的燈泡L₁和L₂接到12V電源上，組成如圖甲所示的電路并進(jìn)行如下操作：
①首先，他閉合開(kāi)關(guān)S₂，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)燈泡一起亮，亮度相同；
②接著，他再閉合開(kāi)關(guān)S₁，發(fā)現(xiàn)燈泡L₁因短路而熄滅，燈泡L₂變得更亮；
③等到L₁熄滅一段時(shí)間后，他又?jǐn)嚅_(kāi)S₁，發(fā)現(xiàn)L₂的亮度逐漸減弱，而L₁逐漸亮起來(lái)，過(guò)了一會(huì)兒兩個(gè)燈泡達(dá)到一樣的亮度．
為什么步驟③中會(huì)出現(xiàn)這種有趣的現(xiàn)象呢？小明猜想可能是因?yàn)闊襞輧啥穗妷鹤兓�后，造成燈絲電阻變化所致．為了檢驗(yàn)自己的猜想是否正確，小明取其中一個(gè)燈泡，重新設(shè)計(jì)電路，將開(kāi)關(guān)閉合后，測(cè)得了燈泡兩端的電壓和燈泡中的電流，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示．

U/V	0	1	2	4	6	8	10	11
I/A	0	0.71	0.94	1.27	1.55	1.80	2.03	2.14

（1）分析表中數(shù)據(jù)，判斷小燈泡兩端電壓變化后燈絲的電阻是否改變？變化；如果燈絲電阻改變，其本質(zhì)原因是什么？電壓變化，引起溫度改變，從而使電阻變化
（2）在操作③這個(gè)步驟中，當(dāng)兩個(gè)燈泡一樣亮后，電路消耗的總功率是18.6W．
（3）小明證實(shí)自己的猜想時(shí)，是否是采用的乙圖電路？不是請(qǐng)說(shuō)明理由：因?yàn)殡妷罕硎緮?shù)不可能調(diào)為0V．

Answer 1

分析 （1）利用表中的數(shù)據(jù)結(jié)合歐姆定律算出電阻，即可確定導(dǎo)體的阻值是否發(fā)生變化．根據(jù)導(dǎo)體電阻的決定因素來(lái)分析其阻值變化的原因．
（2）通過(guò)兩燈泡的亮度相同，在分析的基礎(chǔ)上，得到了兩燈泡的阻值相等，可以確定每個(gè)燈泡兩端的電壓，再結(jié)合表中對(duì)應(yīng)電壓下的電流，算出燈泡的功率．進(jìn)而求出總功率．
（3）分析電路數(shù)據(jù)的特點(diǎn)與電路的特點(diǎn)即可得出結(jié)論．

解答 解：（1）利用歐姆定律，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，求出導(dǎo)體的阻值，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體的電阻在增大．原因是，當(dāng)電壓增加時(shí)，電流隨之增大，燈絲的溫度升高，導(dǎo)致電阻變大．
（2）當(dāng)兩燈亮度相同時(shí)，它們的阻值相等，通過(guò)它們的電流相等，利用歐姆定律可以確定兩個(gè)燈泡兩端的電壓相等，即每個(gè)燈泡兩端的電壓為6V．結(jié)合上表中的數(shù)據(jù)，當(dāng)燈泡兩端的電壓為6V時(shí)，燈絲的電流為1.55A．此時(shí)每個(gè)燈泡的功率：P=UI=6V×1.55A=9.3W．總功率為兩者之和即18.6W．
（3）乙電路中，因?yàn)殡妷罕硎緮?shù)不可能調(diào)為0V，因此明證實(shí)自己的猜想時(shí)，不采用的乙圖電路．
故答案為：（1）變化； 電壓變化，引起溫度改變，從而使電阻變化．
（2）18.6；（3）不是，因?yàn)殡妷罕硎緮?shù)不可能調(diào)為0V．

點(diǎn)評(píng) 此題的最難解決的是第二問(wèn)，難在求燈泡功率時(shí)，找不到兩燈泡此時(shí)的電流是多少．其原因是忽略了上面的表格中給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．因此，認(rèn)真審題是關(guān)鍵，特別是對(duì)這種題干較長(zhǎng)，信息較繁瑣的題目，審題尤為重要．