马东昇

(江苏省泰州市沈毅中学 214500)

题目50.(6分)在“比较两个灯泡的亮暗”的活动中. 如图(a)所示(电源由四节干电池串联，每节电压恒为1.5V,L1灯额定电压为3.8V,L2灯额定电压为2.5V).

(1) 请用笔画线代替导线, 将图中的实物电路连接完整，使滑片在最右端时滑动变阻器连入电路的阻值最大.

(2)L1﹑L2两灯应选择电阻____(相同/不同) 的白炽灯泡, 连接电路后闭合开关, 调节滑动变阻器, 应比较两灯泡亮暗和____.总结发现: 两灯串联时, 通过灯泡的电流相等, 电压越高, 相同时间内____越多, 灯泡就越亮.

(3) 小明为测出L1灯的额定功率, 在原电路中串联一只电流表如图(b), 正确连接电路后闭合开关，读出甲表示数为2.8V, 乙表示数为1.8V, 电流表示数为0.14A, 当滑片移到阻值最小处时, 甲表示数如图(c)所示为____V, 小明对电路进行改进, 取走L2灯和乙表, 正确连接电路后, 发现还是无法测量L1灯的额定功率, 小明思考后，在不增加电路元件的情况下又对实验进行改进，顺利完成了实验, 他的做法是____.

依题意可知: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.

白炽灯灯丝前端材质是高电阻丝,是纯电阻.末端是钨丝,钨丝电流太大很容易熔断,所以白炽灯灯丝前端材质必须是高电阻、纯电阻. 小灯泡不产生机械能、不产生感应电动势就可视为纯电阻. 而灯发光发热,不是将电能转换成光能,而是电能转换成热能,热能再转化为光能.我们不看它的最终结果是什么,只看它是不是直接从电能转化为热能,所以电灯泡是纯电阻元件,适合欧姆定律. 即适用W电=Q热=UIt下面来推论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，

为推理方便,设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，则 △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

由此可以认为这是由于命题人在给出题目中电压表数值时没有注意其合理性而造成的.