Question

15．物理學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究“電功率跟電流、電壓的關(guān)系”．
（1）實(shí)驗(yàn)中小燈泡電功率的大小可通過(guò)燈泡的亮度來(lái)判斷．
（2）小聰同學(xué)用干電池作電源，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探究“電功率跟電壓的關(guān)系”．閉合開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)如表：

	發(fā)光情況	電壓U/V
L1	暗	1.8
L2	亮	2.7

①實(shí)驗(yàn)中選用不同規(guī)格的燈泡且串聯(lián)的原因是什么？
②請(qǐng)你分析現(xiàn)象及數(shù)據(jù)，并歸納結(jié)論．
（3）小明同學(xué)又在原有器材的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，想繼續(xù)探究“電功率跟電流的關(guān)系”，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中存在什么問(wèn)題？并提出解決的方法．

Answer 1

分析 （1）燈泡的亮度由燈泡的實(shí)際功率決定；
（2）不同規(guī)格的用電器串聯(lián)時(shí)，電流相同，電壓不同；
燈泡的亮度由燈泡的實(shí)際功率決定，而實(shí)際功率又由實(shí)際電壓決定；
（3）電壓過(guò)高會(huì)燒壞燈泡，為減小燈泡電壓，可在在電路中串聯(lián)一個(gè)分壓電阻．

解答 解：（1）燈泡的亮度是由燈泡的實(shí)際功率決定的，實(shí)際功率越大，燈泡越亮．所以實(shí)驗(yàn)中小燈泡電功率的大小可通過(guò)觀察小燈泡的亮度來(lái)判斷．
（2）①實(shí)驗(yàn)中選用不同規(guī)格的燈泡且串聯(lián)，這樣可使燈泡的電流相同，燈泡兩端的電壓不同，可探究電功率與電壓的關(guān)系；
②由兩個(gè)小燈泡的額定電壓和額定電流可知，這兩個(gè)小燈泡的電阻不同，通過(guò)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算可得：L₁的電阻比L₂的電阻�。�
當(dāng)這兩個(gè)燈泡串聯(lián)時(shí)，通過(guò)它們的電流相同，根據(jù)U=IR和P=UI可知：L₁電阻小，兩端分得的電壓小，燈泡發(fā)光暗，說(shuō)明消耗的實(shí)際功率��；L₂電阻大，兩端分得的電壓大，燈泡發(fā)光亮，實(shí)際功率大．
（3）由題意知，電源電壓為1.8V+2.7V=4.5V，由電路圖2可知，兩燈泡并聯(lián)在電源兩端，由于電源電壓4.5V太高，遠(yuǎn)大于燈泡L₁額定電壓2.5V，所以燈泡L₁燒壞；
為避免燈泡L₁燒壞，可在干路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器保護(hù)保護(hù)電路或減小電源電壓，并在燈泡兩端并聯(lián)電壓表，可監(jiān)測(cè)燈泡兩端的電壓變化，防止超過(guò)其額定電壓．
故答案為：
（1）燈泡的亮度；
（2）①規(guī)格不同的燈泡阻值不同，所以串聯(lián)后燈泡兩端電壓不同，電流相同；
②通過(guò)用電器的電流相同時(shí)，用電器兩端電壓越大，電功率越大；
（3）從甲圖實(shí)驗(yàn)可知：電源電壓是4.5V．而乙圖中L₁和L₂是并聯(lián)在電源上的，因其額定電壓都低于電源電壓，所以會(huì)被燒壞；
改進(jìn)辦法是在干路上串聯(lián)一分壓電阻．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了判斷燈泡功率大小的方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、電路故障出現(xiàn)的原因等問(wèn)題，知道燈泡實(shí)際功率越大，燈越亮、結(jié)合電路圖，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（現(xiàn)象）等即可正確答題．