Question

小明观察发现家里轿车的前灯有好几组，且灯丝粗细不同，发光的亮度也不同，他猜想车灯的亮度可能与灯丝的粗细有关，于是他设计了模拟电路，并选择下列器材：电源、滑动变阻器、小灯泡（L₁“2．5V 1．25W”、L₂“2．5V 0．5W”各一只，代替轿车前灯）、电流表、电压表等进行实验来验证自己的猜想．

（1）按图甲连接电路时，应先将开关    ，并将变阻器的滑片移至     处．

（2）闭合开关S，发现无论怎样移动变阻器的滑片，灯泡L₁、L₂均不亮，A、V₁无示数，V₂有示数，则电路出现的故障是     ．

（3）排出故障后，移动变阻器的滑片，分别读出电流表、电压表的示数，观察共记录灯泡发光情况，填入表一，当变阻器滑片移至某一位置时，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为    A，此时发现灯L₂发光异常耀眼，原因是     ，此时，他应该              ．

（4）分析数据，可得结论：两灯串联，灯泡的灯丝越细，发光越    ．

（5）然后，小明按图丙所示设计连接电路进行实验，记录的实验数据及现象如表二，根据表二可得出结论：两灯并联时，灯泡的灯丝越细，发光越     ．

表一：

灯泡L1	粗细	电压/V	电流/A	亮度	灯泡 L2	粗细	电压/V	电流/A	亮度
粗	0．6	0．12	不发光	细	1．5	0．12	微亮
粗	0．8	0．16	微亮	细	2．0	0．16	不很亮
粗	1．0	0．20	微亮	细	2．5	0．20	较亮
粗	1．3		不很亮	细	3．25		异常耀眼

表二：

灯泡L1	粗细	电压/V	电流/A	亮度	灯泡 L2	粗细	电压/V	电流/A	亮度
粗	1．0	0．2	微亮	细	1．0	0．08	不发光
粗	1．5	0．3	不很亮	细	1．5	0．12	微亮
粗	2．0	0．4	较亮	细	2．0	0．16	不很亮
粗	2．5	0．5	明亮	细	2．5	0．20	较亮

（6）小明完成实验后有困惑，通过向爸爸请教，明白了轿车的同侧前灯是可以不同时工作的，在额定电压相同时，若想要更换更亮的轿车前灯，应选择灯丝较     （选填“粗”或“细”）的灯泡．

Answer

（1）断开；最大值；（2）L2断路了；（3）0．26；L2实际功率大于它的额定功率；将滑动变阻器的滑片向左移动，减小灯泡两端电压；（4）亮；（5）暗；（6）粗

【解析】

试题分析：（1）为了保护电路，连接电路时应断开开关，并将变阻器的滑片移至最大值左端；（2）闭合开关S，发现无论怎样移动变阻器的滑片，灯泡L1、L2均不亮，电流表A无示数，说明电路可能出现断路，V1无示数，说明V1到电源间有断路，V2有示数，说明V2到电源间是通路，所以应是灯泡L2断路了；（3）由图乙知，电路中电流为0．26A；根据表格数据可知灯泡L2的实际电压为3．25V，实际功率：P2=U2I2=3．25V×0．26A=0．845W，由于实际功率大于它的额定功率0．5W，故灯L2发光异常耀眼；根据题意可知，L2的额定电压是2．5V，由串联电路的分压原理可知，要减小它的电压，滑动变阻器的滑片应向左滑动以增大其连入电路的阻值，使电压不高于2．5V；（4）根据公式P=U2/R可得：R1=U2额1/P额1=（2．5V）2/1．25W=5Ω，R2=U2额2/P额2=（2．5V）2/0．5W=12．5Ω，导体的电阻的与其材料、长度和横截面积有关，所以灯丝材料和长度一定，L2的灯丝较细，串联时较亮；（5）由图丙知，两灯并联，由表二中数据可知，L1较亮，L2较暗，两灯并联时，灯泡的灯丝越细，发光越暗；（6）由于串联电路中各用电器相互影响，并联电路中各支路互不影响；轿车的同侧前灯是可以不同时工作的，即同侧前灯是并联的，根据（5）中结论知，在额定电压相同时，若想要更换更亮的轿车前灯，应选择灯丝较粗的灯泡。

【考点定位】欧姆定律；电功率