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，原來發光較弱的甲燈泡不發光了，而乙燈泡不僅沒熄滅，反而更亮了。仔細觀察電路后，還發現這時電壓表的示數為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光的功率。

請回答下列問題∶

(1)根據所學知識，他們經過討論，斷定猜想1是_____ （正確/錯誤）的，他們判斷的依據是觀察到_____的現象；

(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據，以及不同電壓下的發光情況（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
燈泡發光情況	不發光			發光，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，引起燈泡從發光較弱到不發光的因素究竟是什么？

同組的小蘭同學聯想到，剛從煉鋼爐里倒出來的鋼水，溫度很高發出耀眼的白熾光，一段時間后，溫度降低鋼水凝固發出紅光直至不發光，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，適當調高穩壓電源的電壓后，觀察到甲燈泡燈絲發出微弱的紅光，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光的溫度

【解析】

(1)[1][2]甲、乙兩燈串聯，流過它們的電流相等；與甲串聯的乙燈更亮了，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

由表中數據燈的實際電流為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

由表中數據可知，通過乙燈的電流是0.25A，根據串聯電路電流的規律，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光的最小功率

P發光=0.5V×0.12A=0.06W

所以

P甲＞P發光

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光的電壓與功率，而燈泡仍不發光，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，達不到白熾狀態而無法發光，所以玻璃殼的作用是減少散熱，使燈絲溫度可達到白熾發光的程度。