Question

課外綜合實(shí)踐活動中，小華等同學(xué)將兩只“3.8V 0.3A”的小燈泡連接成串聯(lián)電路．實(shí)驗時不慎把甲燈泡的玻璃外殼打碎了，讓小華驚奇的是，原來發(fā)光較弱的甲燈泡不發(fā)光了，而乙燈泡不僅沒熄滅，反而更亮了，仔細(xì)觀察電路后；還發(fā)現(xiàn)這時電壓表的示數(shù)為1.6V(電壓表測甲燈泡兩端的電壓)，電源電壓為4V．小華對此產(chǎn)生了疑問：玻璃外殼打碎后，甲燈仍有電流通過為什么不發(fā)光呢？小組的同學(xué)提出了以下兩種猜想：

猜想1：甲燈中的電流可能小于外殼打碎前的電流。

猜想2：甲燈的實(shí)際功率可能小于可以發(fā)光的功率。

請回答下列問題：

(1)根據(jù)所學(xué)知識，他們經(jīng)過討論，斷定猜想1是_______（正確／錯誤）的，你認(rèn)為他們判斷所依據(jù)的現(xiàn)象是_____________．

(2)為了驗證猜想2，由于手頭沒有電流表，小華通過查閱有關(guān)資料獲得“3.8V 0.3A”小燈泡的電流隨電壓變化的數(shù)據(jù)，以及不同電壓下的發(fā)光情況（如下表所示），并作出了該燈泡電流隨電壓的變化圖像．

由試題中信息和前面的討論，可以判斷猜想2是________（正確／錯誤）的．寫出分析（計算）推理的過程．

(3)甲燈泡的玻璃外殼打碎后，引起燈泡從發(fā)光較弱到不發(fā)光的因素究竟是什么？同組的小蘭同學(xué)聯(lián)想到，剛從煉鋼爐里倒出來的鋼水，溫度很高，發(fā)出耀眼的白熾光，一段時間后，溫度降低，鋼水凝固，發(fā)出紅光直至不發(fā)光．提出新的猜想：甲燈燈絲的玻璃外殼打碎后，燈絲可能因___________而不發(fā)光，為了驗證猜想，小蘭等同學(xué)在前面實(shí)驗的基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)高電源的電壓后，觀察到甲燈泡燈絲發(fā)出微弱的紅光，但在短時間內(nèi)燈絲就燒斷了．至此，你認(rèn)為小燈泡玻璃外殼的作用是_________________________________（只要寫出其中的一點(diǎn)）．

 

Answer 1

【答案】

（1）錯誤；乙燈更亮了．（2）錯誤；由題意知，甲燈電壓U_甲=1.6V，電源電壓U=4V，由串聯(lián)電路特點(diǎn)知，乙燈的電壓U_乙=U－U_甲=4V－1.6V=2.4V，由表中燈泡電壓為2.0V時的電流為0.22A，電壓為2.5V時的電流為0.25A，則電壓為2.4V時的電流應(yīng)大于I_甲＞0.22A，則甲燈泡的功率P_甲=U_甲I_甲＞1.6V×0.22A=0.352W，由表知燈泡可以發(fā)光的最小功率P_發(fā)光=1.5V×0.20A=0.3W，所以P_甲＞P_發(fā)光，顯然玻璃外殼打碎后甲燈燈絲的實(shí)際功率大于玻璃打碎前能發(fā)光的最小功率，故猜想2是錯誤的．

（3）溫度低；保護(hù)燈絲（防止散熱）

【解析】

試題分析：（1）甲、乙兩燈串聯(lián)，流過它們的電流相等；與甲串聯(lián)的乙燈更亮了，說明流過乙燈的電流更大了，從而流過甲燈的電流更大了，所以猜想1是錯誤的．

（2）題意知，甲燈電壓U_甲=1.6V，電源電壓U=4V，由串聯(lián)電路特點(diǎn)知，乙燈的電壓U_乙=U－U_甲=4V－1.6V=2.4V，由表中燈泡電壓為2.0V時的電流為0.22A，電壓為2.5V時的電流為0.25A，則電壓為2.4V時的電流應(yīng)大于I_甲＞0.22A，則甲燈泡的功率P_甲=U_甲I_甲＞1.6V×0.22A=0.352W，由表知燈泡可以發(fā)光的最小功率P_發(fā)光=1.5V×0.20A=0.3W，所以P_甲＞P_發(fā)光，顯然玻璃外殼打碎后甲燈燈絲的實(shí)際功率大于玻璃打碎前能發(fā)光的最小功率，故猜想2是錯誤的．

（3）從影響電阻大小的因素入手，因為燈絲未受損，燈絲的材料、長度、橫截面積不變化，考慮是導(dǎo)體溫度的影響．甲燈泡的玻璃外殼打碎后，雖然燈泡兩端的電壓及燈泡的功率都大于燈泡可以發(fā)光的電壓與功率，而燈泡仍不發(fā)光，原因是：玻璃外殼被打碎后由于散熱使燈絲的溫度降低，燈絲溫度太低，達(dá)不到白熾狀態(tài)而無法發(fā)光，所以玻璃殼的作用是減少散熱，使燈絲溫度可達(dá)到白熾發(fā)光的程度．

考點(diǎn)：探究用電器的電功率實(shí)驗