馬東昇

(江蘇省泰州市沈毅中學 214500)

題目50.(6分)在“比較兩個燈泡的亮暗”的活動中. 如圖(a)所示(電源由四節(jié)干電池串聯(lián)，每節(jié)電壓恒為1.5V,L1燈額定電壓為3.8V,L2燈額定電壓為2.5V).

(1) 請用筆畫線代替導線, 將圖中的實物電路連接完整，使滑片在最右端時滑動變阻器連入電路的阻值最大.

(2)L1﹑L2兩燈應選擇電阻____(相同/不同) 的白熾燈泡, 連接電路后閉合開關, 調(diào)節(jié)滑動變阻器, 應比較兩燈泡亮暗和____.總結(jié)發(fā)現(xiàn): 兩燈串聯(lián)時, 通過燈泡的電流相等, 電壓越高, 相同時間內(nèi)____越多, 燈泡就越亮.

(3) 小明為測出L1燈的額定功率, 在原電路中串聯(lián)一只電流表如圖(b), 正確連接電路后閉合開關，讀出甲表示數(shù)為2.8V, 乙表示數(shù)為1.8V, 電流表示數(shù)為0.14A, 當滑片移到阻值最小處時, 甲表示數(shù)如圖(c)所示為____V, 小明對電路進行改進, 取走L2燈和乙表, 正確連接電路后, 發(fā)現(xiàn)還是無法測量L1燈的額定功率, 小明思考后，在不增加電路元件的情況下又對實驗進行改進，順利完成了實驗, 他的做法是____.

依題意可知:U甲1=2.8V,U乙1=1.8 V,U甲2=3.5 V,U乙2=2.5 V,I甲1=I乙1,I甲2=I乙2,

即ΔU甲=ΔU乙=0.7 V,ΔI甲=ΔI乙

∵ΔR=ΔU/ΔI, ∴ΔR甲=ΔR乙.

白熾燈燈絲前端材質(zhì)是高電阻絲,是純電阻.末端是鎢絲,鎢絲電流太大很容易熔斷,所以白熾燈燈絲前端材質(zhì)必須是高電阻、純電阻. 小燈泡不產(chǎn)生機械能、不產(chǎn)生感應電動勢就可視為純電阻. 而燈發(fā)光發(fā)熱,不是將電能轉(zhuǎn)換成光能,而是電能轉(zhuǎn)換成熱能,熱能再轉(zhuǎn)化為光能.我們不看它的最終結(jié)果是什么,只看它是不是直接從電能轉(zhuǎn)化為熱能,所以電燈泡是純電阻元件,適合歐姆定律. 即適用W電=Q熱=UIt下面來推論ΔR甲是否等于ΔR乙.

∵(I甲2-I甲1)= (I乙2-I乙1),U甲2=0.7+U甲1，U乙2=0.7+U乙1，

為推理方便,設t1=t2

Q甲1=U甲1I甲1t1，Q甲2=U甲2I甲2t2，Q乙1=U乙1I乙1t1，Q乙2=U乙2I乙2t2，則 △Q甲=Q甲2-Q甲1=U甲2I甲2t2-U甲1I甲1t1=(0.7+U甲1)I甲2t1-U甲1I甲1t1

=(I甲2-I甲1)U甲1t1+0.7I甲2t1，

同理可得ΔQ乙=Q乙2-Q乙1=(I乙2-I乙1)U乙1t1+0.7I乙2t1=(I甲2-I甲1)U乙1t1+0.7I甲2t1，

U甲1=2.8V,U乙1=1.8V,

∵U甲1≠U乙1，∴ΔQ甲≠ΔQ乙

∴ΔR甲≠ΔR乙

由此可以認為這是由于命題人在給出題目中電壓表數(shù)值時沒有注意其合理性而造成的.