Question

【题目】课外实践活动中，小华等同学将两只“3.8V 0.3A”的小灯泡连接成串联电路，实验时不慎把甲灯泡的玻璃外壳打碎了，让小华惊奇的是，原来发光较弱的甲灯泡不发光了，而乙灯泡不仅没熄灭，反而更亮了。仔细观察电路后，还发现这时电压表的示数为1.5V （电压表测甲灯泡两端的电压），电源电压为4V。小华对此产生了疑问：玻璃外壳打碎后，甲灯仍有电流通过为什么不发光呢？小组的同学提出了以下两种猜想。

猜想1∶甲灯中的电流可能小于外壳打碎前的电流。

猜想2∶甲灯的实际功率可能小于可以发光的功率。

请回答下列问题∶

(1)根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想1是_____ （正确/错误）的，他们判断的依据是观察到_____的现象；

(2)为了验证猜想2，由于手头没有电流表，小华通过查阅有关资料获得“3.8V 0.3A”小灯泡的电流随电压变化的数据，以及不同电压下的发光情况（如表所示）；

电压U/V	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
电流I/A	0	0.12	0.16	0.20	0.22	0.25	0.27	0.29	0.31
灯泡发光情况	不发光			发光，由暗渐渐变亮

未打碎玻璃壳前，甲灯的功率为_____W， 打碎玻璃壳后，甲灯的功率为_____W， 由此可判断猜想2是_____（正确/错误）的；

(3)甲灯泡的玻璃外壳打碎后，引起灯泡从发光较弱到不发光的因素究竟是什么？

同组的小兰同学联想到，刚从炼钢炉里倒出来的钢水，温度很高发出耀眼的白炽光，一段时间后，温度降低钢水凝固发出红光直至不发光，提出新的猜想：甲灯灯丝的玻璃外壳打碎后，灯丝可能因_____而不发光；

为了验证猜想，小华等同学在前面实验的基础上，适当调高稳压电源的电压后，观察到甲灯泡灯丝发出微弱的红光，但在短时间内灯丝就烧断了，至此，你认为小灯泡玻璃外壳的作用是_____（写出其中一点即可）。

Answer 1

【答案】错误 乙灯更亮了 0.44 0.375 错误 温度较低 减小散热，使灯丝温度可以达到白炽灯发光的温度

【解析】

(1)[1][2]甲、乙两灯串联，流过它们的电流相等；与甲串联的乙灯更亮了，说明流过乙灯的电流更大了，从而流过甲灯的电流更大了，所以猜想1是错误的。

(2)[3]未打碎玻璃外壳前，因电源电压为4V，由分压原理，灯的实际电压为

×4V=2V

由表中数据灯的实际电流为0.22A，甲灯的功率为

P=UI=2V×0.22A=0.44W

[4][5]打碎玻璃外壳，由题意可知，甲灯两端的电压

U甲=1.5V

电源电压是4V，由串联电路特点可知，乙灯两端的电压

U乙=U-U甲=4V-1.5V=2.5V

由表中数据可知，通过乙灯的电流是0.25A，根据串联电路电流的规律，即通过甲灯的电流是0.25A；则甲灯泡的功率

P甲=U甲I甲=1.5V×0.25A=0.375W

由表可知灯泡可以发光的最小功率

P发光=0.5V×0.12A=0.06W

所以

P甲＞P发光

则猜想2 是错误的。

(3)[6][7]甲灯泡的玻璃外壳打碎后，虽然灯泡两端的电压及灯泡的功率都大于灯泡可以发光的电压与功率，而灯泡仍不发光，原因是：玻璃外壳被打碎后由于散热使灯丝的温度降低，灯丝温度太低，达不到白炽状态而无法发光，所以玻璃壳的作用是减少散热，使灯丝温度可达到白炽发光的程度。