Question

【題目】學校實驗室購買了一批質量合格標有“3.8V”的小燈泡，小明同學連接了如圖甲所示的電路，實驗中各元件都完好，電源電壓4.5V保持不變；

(1)小明同學連接的電路還有一根導線沒有連接，請你用筆劃線將電路連接好，要求：當滑動變阻器的滑片向右移動，電壓表示數變小；

（________）

(2)小明正確連接完最后一根導線后，閉合開關，發現燈泡閃了一下不亮了，經檢查燈泡燒壞了。小明對老師說：小燈泡兩端電壓還沒有達到3.8V怎么就燒壞了呢？請你解釋出現這種現象的可能原因：_____；

(3)小明更換同規格的燈泡后，移動滑動變阻器的滑片，控制小燈泡兩端電壓達到不同值，將相關數據和發光情況記錄在表格中。當電壓表的示數達到小燈泡的額定電壓時，電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是_____W；

(4)完成上述實驗后，小明又將電路中的小燈泡換成發光二極管，其它元件均不更換，同樣將發光二極管在不同電壓下發光情況和相關數據記錄在表格中。小明根據表中數據分別作出小燈泡和二極管的I－U圖像如圖所示；

電壓/V	2.6	2.9	3.2	3.5	3.8
小燈泡電流/A	0.23	0.24	0.25	0.27
亮度	微弱	弱	暗	較亮	亮
電壓/V	2.6	2.9	3.2	3.5	3.8
二極管電流/A	0.01	0.03	0.05	0.06	0.09
亮度	弱	暗	較亮	亮	很亮

對比二者數據和圖像，從電阻的角度看：小燈泡電阻隨亮度增大而增大，發光二極管的電阻隨亮度增大而_____；從功率的角度看：在相同電壓下，發光二極管的功率小卻比小燈泡更亮一些；發光二極管更亮一些的原因是_____。

Answer 1

【答案】 開燈瞬間燈絲溫度低電阻小 1.064 減小 發光二極管電能轉化為光能的效率高（發光二極管發光效率高）

【解析】

(1)[1]當滑動變阻器的滑片向右移動，電壓表示數變小，由歐姆定律，電路的電流變小，故電路的電阻變大，故變阻器左下接線柱連入電路中與燈串聯，如下所示：

。

(2)[2]燈的電阻隨溫度的升高（降低）而變大（小），開燈瞬間燈絲溫度低電阻小，由歐姆定律，通過燈的電流較大，故小明正確連接完最后一根導線后，閉合開關，將燈燒壞，發現燈泡閃了一下不亮了。

(3)[3]當電壓表的示數達到小燈泡的額定電壓時，電流表的示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.28A，所以

則小燈泡的額定功率是1.064W。

(4)[4]根據表中數據，二極管在電壓為2.6V時，電流為0.01A，根據歐姆定律，發光二極管的電阻為

同理，在電壓分別為2.9V、3.2V、3.5V、3.8V時的電阻分別為：96.7Ω、64.0Ω、58.3Ω、42.2Ω，因二極管也越來越亮，故發光二極管的電阻隨亮度增大而減小。

[5]因

所以

在相同電壓下，通過發光二極管的電流較小，根據，發光二極管的功率較小，但因發光二極管電能轉化為光能的效率η高（發光二極管發光效率高），故導致；因亮度由實際功率決定，即發光二極管卻比小燈泡更亮一些。