小燈泡亮暗的分析與比較

1、小燈泡亮暗的分析與比較鄭加宏小燈泡亮暗的分析與比較是物理學習中的難點，如何突破這個難點？首先應(yīng)明確決定小燈泡亮暗的因素是什么。電流流過小燈泡燈絲時，電流做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，燈泡燈絲的溫度升高達到白熾狀態(tài)而發(fā)光，小燈泡發(fā)光時燈絲的電阻可看作一定，因此，小燈泡的兩端電壓越高，通過的電流也越大，實際功率就越大，小燈泡越亮。反之，小燈泡越暗。如果加在小燈泡兩端的實際電壓等于它的額定電壓，小燈泡正常發(fā)光，此時小燈泡的實際功率等于它的額定功率；如果加在小燈泡兩端的實際電壓略高于它的額定電壓，小燈泡就變亮，此時小燈泡的實際功率大于它的額定功率；如果加在小燈泡兩端的實際電在低于它的額定電壓，小燈泡就變暗，此

2、時小燈泡的實際功率小于它的額定功率，由此看來，決定小燈泡亮暗的因素是電功率，是實際功率而不是額定功率。電功率的計算公式是P=UI，歐姆定律的表達式是I=U/R，兩者結(jié)合可得：P=U2/R，或者P=I2R。在小燈泡亮暗的分析與化較中應(yīng)靈活運用這四個公式，同時考慮某些恒量，如小燈泡發(fā)光時燈絲的電阻，電源的電壓等。以下從滑動變阻器對小燈泡的影響、開關(guān)對小燈泡的影響、兩只小燈泡亮暗的比較等三方面進行分析。一、滑動變阻器對小燈泡的影響例1. 小燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，如圖1，閉合開關(guān)K，當滑片P向a端滑動時，小燈泡的亮暗有何變化？當滑片P向b端滑動時，小燈泡的亮暗有何變化？分析：當開關(guān)K閉合，

3、滑片P向a端滑動時，連入電阻Rap減小，總電阻（R總=RL+Rap）隨著減小，又因為電源的電壓恒定不變，由公式I=U/R得，電路中的電流I變大，此時燈泡L的電阻一定，由公式P=I2R可知燈泡L的實際功率變大，因此小燈泡變亮。思考的線索可用下圖表示：P向a端R連小R總小I大P實大燈L變亮反之，當滑片P向b端滑動時，燈L變暗。例2. 小燈泡L與滑動變阻器并聯(lián)，如圖2，閉合開關(guān)K，當滑片P向左端滑動時，小燈泡的亮暗有何變化？當滑片P向右端滑動時，小燈泡的亮暗有何變化？分析：當開關(guān)K閉合時，不管滑動變阻器的滑片P向哪端滑動，燈泡L兩端的電壓始終等于電源的電壓而保持不變，燈絲的電阻始終不變，由

4、公式P=U2/R得P實際不變，所以小燈泡的亮度不變。例3. 三個小燈泡混聯(lián)加滑動變阻器，如圖3，閉合開關(guān)K，當滑片P向左端滑動時，小燈泡L1、L2、L3的亮暗有何變化？當滑片P向右端滑動時，小燈泡L1、L2、L3的亮暗有何變化？分析：當開關(guān)K閉合，滑片P向左滑動時，連入電阻RP減小，RP與L3串聯(lián)后的電阻R串減小，由于L2的電阻不變，所以R串與L2并聯(lián)后的電阻R并減小，R并與L1串聯(lián)后總電阻R總減小，由于電源的電壓不變，總電流I總變大，所以小燈泡L1變亮；由于電流I總變大，所以小燈泡L1的電壓U1變大，小燈泡L2兩端的電壓U2就變小，所以小燈泡L2變暗；小燈泡L2兩端的電壓U2變小，

5、經(jīng)過L2的電流I2變小，那么經(jīng)過L3的電流I3就變大，小燈泡L3變亮。三燈的亮暗分析線索如下：RP小R串小R并小R總小I總大L1變亮U1大U2小L2變暗I2小I3大L3變亮反之，當滑片P向右滑動時，L1變暗，L2變亮，L3變暗。經(jīng)過以上剖析，可以得出：串聯(lián)時，連入電路的電阻增大（或減小），小燈泡就變暗（或變亮）；并聯(lián)時，連入電路的電阻增大（或減?。?，小燈泡的亮度不變；混聯(lián)時，如果連入電路的電阻增大（或減?。?，與滑動變阻器串聯(lián)或“間接串聯(lián)”（如例3中的L1可認為與滑動變阻器間接串聯(lián)）的小燈泡就變暗（或變亮），與滑動變阻器并聯(lián)或“間接并聯(lián)”（如例3中的L2可認為與滑動變阻器間接并聯(lián)）的小燈泡就變亮

6、（或變暗）。二、開關(guān)對小燈泡亮暗的影響例4. 如圖4所示，當開關(guān)K由斷開到閉合時，小燈泡L1、L2的亮暗有何變化？當開關(guān)K由閉合到斷開時呢？分析：當開關(guān)K由斷開到閉合時，小燈泡L2被短路，L2由亮到滅。此時電源的電壓全部加在小燈泡L1上，小燈泡L1兩端的實際電壓增加，而其阻值不變，由公式P=U2/R得變大，所以小燈泡L1變亮。反之，開關(guān)K由閉合到斷開時，L1變暗，L2變亮。例5. 如圖5所示，當開關(guān)K由斷開到閉合時，小燈泡L1、L2、L3的亮暗有何變化？當開關(guān)K由閉合到斷開時呢？分析：當開關(guān)K由斷開到閉合時，小燈泡L3由滅到亮；此時小燈泡L3與小燈泡L2并聯(lián)，并聯(lián)后的總電阻

7、R并比L2的電阻減小，R并與L1串聯(lián)后的總電阻R總減小，由于電源的電壓不變，電路中的總電流I總增大，小燈泡L1變亮；由于電路中的總電流I總增大，小燈泡L1兩端的電壓U1增大，所以小燈泡L2兩端的電壓U2減小，小燈泡L2變暗。三燈的亮暗分析線索如下：K閉合L3變亮R并小R總小I總大L1變亮U1大U2小L2變暗反之，當開關(guān)K由閉合到斷開時，L1變暗，L2變亮，L3熄滅。經(jīng)過以上剖析，可以得出：如果開關(guān)與小燈泡串聯(lián)或“間接串聯(lián)”，通就變亮，斷就不亮（或變暗）；如果開關(guān)與小燈泡并聯(lián)或“間接并聯(lián)”，通就不亮（或變暗），斷就變亮。三、兩只小燈泡亮暗的比較例6. 如圖6所示，兩只小燈泡L1上標“12V 10W”、L2上標“12V 4W”串聯(lián)在12V的穩(wěn)壓電源上，比較兩燈的亮暗情況。分析：由P額=/R，可以得到R1R2，又因為I1=I2，由P=I2R得，因此，小燈泡L2較亮。例7. 如圖7所示，兩只小燈泡L1上標“12V 10W”、L2上標“12V 4W”并聯(lián)在12V的穩(wěn)壓電源上，比較兩燈的亮暗情況。分析：由，可以得到R1R2，又因為L1和L2兩端的實際電壓相等，由P=U2/R得，因此，小燈泡L1較亮。經(jīng)過以上剖析，可以得出：要比較兩燈的亮暗，應(yīng)比較兩燈的實際功率，在公式P=UI，P=U2/R，P=I2R中找到一個等量，從另外一個量中比較出實際功率的大小，串聯(lián)一