Question

【題目】課外實踐活動中，小華等同學將兩只“3.8V 0.3A”的小燈泡連接成串聯(lián)電路，實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。仔細觀察電路后，還發(fā)現(xiàn)這時電壓表的示數(shù)為1.5V （電壓表測甲燈泡兩端的電壓），電源電壓為4V。小華對此產生了疑問：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)所學知識，他們經過討論，斷定猜想1是_____ （正確/錯誤）的，他們判斷的依據(jù)是觀察到_____的現(xiàn)象；

(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（如表所示）；

電壓U/V	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
電流I/A	0	0.12	0.16	0.20	0.22	0.25	0.27	0.29	0.31
燈泡發(fā)光情況	不發(fā)光			發(fā)光，由暗漸漸變亮

未打碎玻璃殼前，甲燈的功率為_____W， 打碎玻璃殼后，甲燈的功率為_____W， 由此可判斷猜想2是_____（正確/錯誤）的；

(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，小華等同學在前面實驗的基礎上，適當調高穩(wěn)壓電源的電壓后，觀察到甲燈泡燈絲發(fā)出微弱的紅光，但在短時間內燈絲就燒斷了，至此，你認為小燈泡玻璃外殼的作用是_____（寫出其中一點即可）。

Answer 1

【答案】錯誤 乙燈更亮了 0.44 0.375 錯誤 溫度較低 減小散熱，使燈絲溫度可以達到白熾燈發(fā)光的溫度

【解析】

(1)[1][2]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)[3]未打碎玻璃外殼前，因電源電壓為4V，由分壓原理，燈的實際電壓為

×4V=2V

由表中數(shù)據(jù)燈的實際電流為0.22A，甲燈的功率為

P=UI=2V×0.22A=0.44W

[4][5]打碎玻璃外殼，由題意可知，甲燈兩端的電壓

U甲=1.5V

電源電壓是4V，由串聯(lián)電路特點可知，乙燈兩端的電壓

U乙=U-U甲=4V-1.5V=2.5V

由表中數(shù)據(jù)可知，通過乙燈的電流是0.25A，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，即通過甲燈的電流是0.25A；則甲燈泡的功率

P甲=U甲I甲=1.5V×0.25A=0.375W

由表可知燈泡可以發(fā)光的最小功率

P發(fā)光=0.5V×0.12A=0.06W

所以

P甲＞P發(fā)光

則猜想2 是錯誤的。

(3)[6][7]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，使燈絲溫度可達到白熾發(fā)光的程度。