Question

【題目】【2016·桂林卷】小明觀察發(fā)現(xiàn)家里轎車的前燈有好幾組，且燈絲粗細不同，發(fā)光的亮度也不同，他猜想車燈的亮度可能與燈絲的粗細有關(guān)，于是他設(shè)計了模擬電路，并選擇下列器材：電源、滑動變阻器、小燈泡（L1“2．5V 1．25W”、L2“2．5V 0．5W”各一只，代替轎車前燈）、電流表、電壓表等進行實驗來驗證自己的猜想．

（1）按圖甲連接電路時，應(yīng)先將開關(guān) ，并將變阻器的滑片移至 處．

（2）閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動變阻器的滑片，燈泡L1、L2均不亮，A、V1無示數(shù)，V2有示數(shù)，則電路出現(xiàn)的故障是 ．

（3）排出故障后，移動變阻器的滑片，分別讀出電流表、電壓表的示數(shù)，觀察共記錄燈泡發(fā)光情況，填入表一，當變阻器滑片移至某一位置時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則電路中的電流為 A，此時發(fā)現(xiàn)燈L2發(fā)光異常耀眼，原因是 ，此時，他應(yīng)該 ．

（4）分析數(shù)據(jù)，可得結(jié)論：兩燈串聯(lián)，燈泡的燈絲越細，發(fā)光越 ．

（5）然后，小明按圖丙所示設(shè)計連接電路進行實驗，記錄的實驗數(shù)據(jù)及現(xiàn)象如表二，根據(jù)表二可得出結(jié)論：兩燈并聯(lián)時，燈泡的燈絲越細，發(fā)光越 ．

表一：

燈泡L1	粗細	電壓/V	電流/A	亮度	燈泡 L2	粗細	電壓/V	電流/A	亮度
	粗	0．6	0．12	不發(fā)光		細	1．5	0．12	微亮
	粗	0．8	0．16	微亮		細	2．0	0．16	不很亮
	粗	1．0	0．20	微亮		細	2．5	0．20	較亮
	粗	1．3		不很亮		細	3．25		異常耀眼

表二：

燈泡L1	粗細	電壓/V	電流/A	亮度	燈泡 L2	粗細	電壓/V	電流/A	亮度
	粗	1．0	0．2	微亮		細	1．0	0．08	不發(fā)光
	粗	1．5	0．3	不很亮		細	1．5	0．12	微亮
	粗	2．0	0．4	較亮		細	2．0	0．16	不很亮
	粗	2．5	0．5	明亮		細	2．5	0．20	較亮

（6）小明完成實驗后有困惑，通過向爸爸請教，明白了轎車的同側(cè)前燈是可以不同時工作的，在額定電壓相同時，若想要更換更亮的轎車前燈，應(yīng)選擇燈絲較 （選填“粗”或“細”）的燈泡．

Answer 1

【答案】（1）斷開；最大值；（2）L2斷路了；（3）0．26；L2實際功率大于它的額定功率；將滑動變阻器的滑片向左移動，減小燈泡兩端電壓；（4）亮；（5）暗；（6）粗

【解析】（1）為了保護電路，連接電路時應(yīng)斷開開關(guān)，并將變阻器的滑片移至最大值左端；（2）閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動變阻器的滑片，燈泡L1、L2均不亮，電流表A無示數(shù)，說明電路可能出現(xiàn)斷路，V1無示數(shù)，說明V1到電源間有斷路，V2有示數(shù)，說明V2到電源間是通路，所以應(yīng)是燈泡L2斷路了；（3）由圖乙知，電路中電流為0．26A；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知燈泡L2的實際電壓為3．25V，實際功率：P2=U2I2=3．25V×0．26A=0．845W，由于實際功率大于它的額定功率0．5W，故燈L2發(fā)光異常耀眼；根據(jù)題意可知，L2的額定電壓是2．5V，由串聯(lián)電路的分壓原理可知，要減小它的電壓，滑動變阻器的滑片應(yīng)向左滑動以增大其連入電路的阻值，使電壓不高于2．5V；（4）根據(jù)公式P=U2/R可得：R1=U2額1/P額1=（2．5V）2/1．25W=5Ω，R2=U2額2/P額2=（2．5V）2/0．5W=12．5Ω，導(dǎo)體的電阻的與其材料、長度和橫截面積有關(guān)，所以燈絲材料和長度一定，L2的燈絲較細，串聯(lián)時較亮；（5）由圖丙知，兩燈并聯(lián)，由表二中數(shù)據(jù)可知，L1較亮，L2較暗，兩燈并聯(lián)時，燈泡的燈絲越細，發(fā)光越暗；（6）由于串聯(lián)電路中各用電器相互影響，并聯(lián)電路中各支路互不影響；轎車的同側(cè)前燈是可以不同時工作的，即同側(cè)前燈是并聯(lián)的，根據(jù)（5）中結(jié)論知，在額定電壓相同時，若想要更換更亮的轎車前燈，應(yīng)選擇燈絲較粗的燈泡。