Question

2．达瓦同学探究了“电功率跟电流、电压的关系”实验．
（1）小灯泡电功率的大小可以通过小灯泡的亮度来判断．
（2）达瓦同学用干电池做电源，把L₁“2.5V  0.3A”和“3.8V  0.3A”两只灯泡连成如图甲所示电路．

闭合开关进行实验，实验现象和实验数据见下表．

	发光情况	电压U/V
L1	暗	1.8
L2	亮	2.7

通过分析上述实验现象和实验数据，可以得出结论是串联在电路中的两盏灯泡，两端的电压越大，电功率越大，灯泡越亮；
（3）达瓦同学按图乙所示电路继续实验，闭合开关S，看到小灯泡L₁一闪即灭，经检查发现灯丝断了．请分析灯丝断了的原因是电源电压是4.5V，而乙图中L₁是并联在电源上的，因其额定电压（2.5V）低于电源电压，并提出改进方法：在干路上串联一滑动变阻器（或降低电源电压）．

Answer 1

分析 （1）灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定；
（2）灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，而实际功率又由实际电压决定；
（3）由表格中L₁和L₂的实际电压可以算出电源电压，由于图乙中两灯是并联，则可知L₁两端的电压等于电源电压，通过比较L₁的实际电压和额定电压的关系，就可以知道灯丝烧断的原因了．
为了防止灯泡两端电压过大而烧断灯丝，就应该采取串联电阻的方法，因为串联电阻具有分压作用．

解答 解：（1）灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，灯泡越亮．所以实验中小灯泡电功率的大小可通过观察小灯泡的亮度来判断．
（2）由两个小灯泡的额定电压和额定电流可知，这两个小灯泡的电阻不同，通过R=$\frac{U}{I}$计算可得：L₁的电阻比L₂的电阻小．
当这两个灯泡串联时，通过它们的电流相同，根据U=IR和P=UI可知：L₁电阻小，两端分得的电压小，消耗的实际功率小，灯泡发光暗；L₂电阻大，两端分得的电压大，实际功率大，灯泡发光亮．
（3）由串联电路电压规律可知，这两个灯泡串联时电路两端的总电压是U=1.8V+2.7V=4.5V．现在将这两个灯泡并联接在这个电源上，根据并联电路电压规律可知，灯泡L₁两端的电压等于4.5V．由于灯泡L₁两端的实际电压比它的额定电压高得多，所以灯泡L₁的灯丝会在一瞬间被烧断．
改进方法：在干路上串联一个电阻，该电阻能够分去一部分电压，从而减小灯泡两端的电压．
故答案为：（1）小灯泡的亮度；（2）串联在电路中的两盏灯泡，两端的电压越大，电功率越大，灯泡越亮；（3）电源电压是4.5V，而乙图中L₁是并联在电源上的，因其额定电压（2.5V）低于电源电压；在干路上串联一滑动变阻器（或降低电源电压）．

点评 本题是一道探究题，图甲探究的是电功率与电压的关系，图乙探究的是电功率与电流的关系．要理解灯泡的亮度与灯泡实际功率的关系，灯泡功率与电压、电流的关系．