汪三林
摘 要? ?就初中物理教學(xué)中對燈泡亮度討論的問題,筆者分別從額定電壓下,額定功率大的燈泡亮;串聯(lián)電路中,電阻較大的燈泡亮;并聯(lián)電路中,電阻小的燈泡亮以及實際電壓大于額定電壓則燈泡被燒毀等方面作以總結(jié)歸納。
關(guān)鍵詞 實際功率 燈泡亮度 額定功率 電阻 電壓 電流 串聯(lián) 并聯(lián)
中圖分類號:G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
在初中物理教學(xué)中,電學(xué)占據(jù)著重要的地位。在電路計算中,歐姆定律和電功率的計算,是對于大部分學(xué)生來說難度較大,尤其燈泡連接在電路中,更增加了學(xué)生計算的難度。燈泡亮暗的直接決定因素是燈泡的實際功率。燈泡的實際功率越大,則亮度越亮;燈泡實際功率越小,亮度越暗。因此比較燈泡的亮度,實際上就是比較燈泡實際消耗功率的大小。下面就初中物理常見的燈泡亮度問題分別予以討論。
1額定電壓下,額定功率大的燈泡更亮
各燈正常工作時,它們消耗的實際功率分別和它們的額定功率相等。在這種情況下,額定功率大的燈泡,消耗的實際功率大,亮度因此也亮;額定功率相等,燈泡亮度相同。
例:分別標(biāo)有“220V 100W”的燈L1和“220V 60W”的燈L2,把它們并聯(lián)接在家庭電路中,則兩燈的亮度(? ? ? )
A、L1燈更亮? ?B、L2燈更亮? ?C、兩燈一樣亮? ?D、無法判斷
分析:家用照明電路的電壓為220V,L1、L2兩燈并聯(lián)在220V的電路中,兩燈的實際功率都等于它們的額定功率。由于燈L1的額定功率大于燈L2的額定功率,所以燈L1比燈L2亮,故選A。
2串聯(lián)電路中,電阻較大的燈泡更亮
在串聯(lián)電路中,電流處處相等,由功率P=I2R可知,在串聯(lián)電路中,燈絲電阻越大的燈泡消耗的實際功率越大,因而越亮。
3并聯(lián)電路中,電阻小的燈泡較亮
在并聯(lián)電路中,各支路兩端電壓相等。由P=U2/R可知,在同一并聯(lián)電路中,燈絲電阻越小的燈泡消耗的實際功率越大,因而越亮。
4串聯(lián)電路中哪盞燈最先燒毀的問題
幾盞燈串聯(lián)在超過燈泡額定電壓的電路中時,應(yīng)計算每盞燈兩端的實際電壓,再與相應(yīng)的額定電壓做比較,若實際電壓大于額定電壓則燈被燒毀,否則不被燒毀。
5復(fù)雜電路中滑動變阻器改變燈泡亮度的問題
5.1串聯(lián)電路中滑動變阻器如何改變燈泡的亮度
當(dāng)滑動變阻器與燈泡串聯(lián)時,滑動變阻器接入電路的阻值越大,會導(dǎo)致電路中的電流減小,由功率計算式P=I2R可知,燈泡的實際功率會變小,從而亮度變暗。
5.2混聯(lián)電路中滑動變阻器對燈泡亮度的影響
例1:如圖4所示,當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時,兩燈的亮度以及電流表的示數(shù)變化情況為(? ? ?)
A、L1變亮,A1表示數(shù)變大,L2變暗,A2表示數(shù)變小
B、L1變亮,A1表示數(shù)變大,L2變亮,A2表示數(shù)變大
C、L1變暗,A1表示數(shù)變小,L2變亮,A2表示數(shù)變大
D、L1變暗,A1表示數(shù)變小,L2變暗,A2表示數(shù)變小
分析:當(dāng)把滑片向右滑動時,變阻器接入電路的電阻值變大,而燈L1與L2的電阻不變,即兩燈并聯(lián)后的總電阻不變。根據(jù)在串聯(lián)電路中,電阻越大其兩端的電壓也越大的特點可知,滑動變阻器兩端的電壓變大,而總電壓不變,則剩給燈泡兩端的電壓變小,由P=U2/R可知,兩燈的實際功率均變小,故兩盞燈都變暗。燈泡兩端的電壓變小,兩燈電阻不變,由歐姆定律可知,電流表的示數(shù)均變小。選D。
5.3單刀雙擲開關(guān)改變燈泡亮度的問題
單刀雙擲開關(guān)往往是通過改變電路的串并聯(lián)情況或者改變接入電路的用電器來改變電路結(jié)構(gòu),從而影響燈泡的亮度的。
以上分析了燈泡在電路中的幾種連接方法,以及幾種連接方法中如何判斷燈泡亮度,作了細(xì)致的總結(jié)。在電路計算和判斷燈泡亮度時,能對大部分學(xué)生有所幫助,還能幫助學(xué)生加深對額定功率和實際功率更進(jìn)一步的認(rèn)識。