Question

19．閱讀短文，回答文后問題．
新型彩燈
夜幕降臨，商店前五光十色的彩燈，扮靚了我們的城市．多年前，當(dāng)其中一只彩燈損壞后，一串彩燈會(huì)同時(shí)熄滅．而現(xiàn)在的新型彩燈，當(dāng)一個(gè)彩燈熄滅后，其他的燈依然明亮，但若取走任一只燈，整串燈也會(huì)熄滅．如圖甲，這是為什么呢？仔細(xì)觀察燈泡的構(gòu)造如圖乙，查閱得知細(xì)金屬絲表面涂有氧化銅．一旦有一只彩燈燈絲斷了，其他彩燈會(huì)瞬間熄滅，使這個(gè)燈泡兩端的電壓達(dá)到220V，從而瞬間擊穿那段細(xì)金屬絲的氧化銅涂層，變成導(dǎo)線，使其他燈泡繼續(xù)工作．
這樣的設(shè)計(jì)應(yīng)該是非常巧妙的．它解決了因?yàn)槟骋恍〔薀魺龤Ф�使整串彩燈不能使用的問題，也避免了查找故障燈泡的難題．
取一只完好的彩燈，按圖丙電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電源電壓為7.5V，數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
電壓（V）	0.3	1	2	4	6	7.5
電流（A）	0.06	0.10	0.12		0.20	0
彩燈亮度	不發(fā)紅	弱光	較亮	亮	很亮	燈絲燒斷

請(qǐng)依據(jù)上述信息完成以下問題：
（1）新型彩燈中燈泡的連接方式為串聯(lián)．有一串新型彩燈由30只組成，如圖戊．接到照明電路中，30只小燈泡都發(fā)光，如果電源插頭處的電流為200mA，那么，通過每只小燈泡的電流是0.2A，每只小燈泡兩端的電壓約為7.3V．
（2）通常情況下氧化銅屬于絕緣體（選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”）．
（3）第4次實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)如圖丁，其讀數(shù)為0.18A；
（4）能證實(shí)燈絲支架與細(xì)金屬絲之間有絕緣物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是第6次實(shí)驗(yàn)時(shí)燈絲兩端電壓等于電源電壓；
（5）請(qǐng)依據(jù)彩燈結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推測(cè)彩燈串中一只燈絲熔斷其他彩燈卻仍能發(fā)光的原因是在220伏（較高電壓）下，細(xì)金屬絲表面的絕緣層被擊穿．
（6）新型彩燈一只燈泡損壞后，其余仍然亮著的每個(gè)燈兩端的電壓會(huì)升高（選填“升高”或“降低”）．

Answer 1

分析 （1）小彩燈的額定電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于220V，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)判斷小彩燈的連接方式；在串聯(lián)電路中，電流只有一條流通路徑，電路中處處電流相等；串聯(lián)電路中電路兩端的總電壓等于各部分用電器兩端的電壓之和．
（2）常見的導(dǎo)體包括：各種金屬、人體、大地、石墨、酸堿鹽的水溶液等；常見的絕緣體包括：陶瓷、橡膠、塑料、干木、玻璃、氧化銅等．
（3）根據(jù)電流表選用的量程和其分度值，讀出電流表示數(shù)；
（4）燈絲支架和細(xì)金屬絲之間絕緣，電路是斷路，電壓表串聯(lián)在電路中，其他的元件相當(dāng)于導(dǎo)線，電壓表的示數(shù)等于電源電壓．
（5）各小彩燈的連接方式為串聯(lián)，當(dāng)其中一只燈絲熔斷，其他彩燈卻仍能發(fā)光，可能是燈絲支架和細(xì)金屬絲之間絕緣部分被擊穿．
（6）已知導(dǎo)線的電阻小于燈絲的電阻，先判斷電路中總電阻的變化，然后判斷電路中電流的變化．

解答 解：（1）因?yàn)樾〔薀舻念~定電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于220V，為了使小彩燈正常工作，則小彩燈必須串聯(lián)連接，所以新型彩燈中燈泡的連接方式仍然為串聯(lián)；由于串聯(lián)電路中，電路中處處電流相等，若電源插頭處的電流是200mA，那么，通過每只燈泡的電流都是200mA，合0.2A．
（2）照明電路中的電壓是220V，因?yàn)榇��?lián)電路中電路兩端的總電壓等于各部分用電器兩端的電壓之和，所以將30只小燈泡（串聯(lián)）接到照明電路中，每只燈泡的電壓為$\frac{220V}{30}$≈7.3V．
（2）通常情況下氧化銅不容易導(dǎo)電，屬于絕緣體；
（3）圖丙中電流表用的是0.6A量程，分度值為0.02A，故其示數(shù)為0.18A；
（4）電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，電壓表的示數(shù)等于電源電壓，說明電壓表并聯(lián)的部分是斷路，能證實(shí)燈絲支架與細(xì)金屬絲之間有絕緣物質(zhì)．
（5）各小彩燈的連接方式為串聯(lián)，當(dāng)其中一只燈絲熔斷，其他彩燈卻仍能發(fā)光，可能是燈絲支架和細(xì)金屬絲之間絕緣部分被擊穿，電路形成通路．
（6）新型彩燈一個(gè)燈泡損壞后，該燈泡處變?yōu)閷?dǎo)線，電阻變小，故電路的總電阻變小，因此當(dāng)其余燈泡發(fā)亮?xí)r，由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，即通過小彩燈的電流變大．
故答案為：（1）串；0.2；7.3；（2）絕緣體；（3）0.18；（4）第6次實(shí)驗(yàn)時(shí)燈絲兩端電壓等于電源電壓；（5）在220伏（較高電壓）下，細(xì)金屬絲表面的絕緣層被擊穿；（6）升高．

點(diǎn)評(píng) 掌握導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而變化，有的隨溫度的升高而增大，有的隨溫度升高而減小．通過電壓表的示數(shù)變化能判斷電路狀態(tài)．