例析小燈泡的亮暗變化問題

1、例析小燈泡的亮暗變化問題山東省諸城市枳溝初中（262202）劉欣 蘇光玲分析與比較小燈泡的亮暗變化是初中物理中的難點之一，中考對此多有考 查，要突破這個難點，首先應(yīng)該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，燈泡的燈絲的溫度 升高達(dá)到白熾狀態(tài)而發(fā)光。小燈泡發(fā)光時燈絲的電阻可看做是一定的，因此， 小燈泡兩端的電壓越高，通過的電流也越大，實際功率就越大，小燈泡就越亮.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

2、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壓低于它的額定電壓，小燈泡就變暗，此時小燈 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(dá)式是I = U，兩者結(jié)合可得:U 2P =或P = 12R。在小燈泡亮暗的分析與比較中應(yīng)靈活運(yùn)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。本文從就一些 常見問題從下三方面進(jìn)行歸類例析。一、滑動變阻器阻值改變引起的小燈泡亮暗變化問題例1如圖1所示，電源的電壓恒定不變，小燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)， 閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P向滑動變阻器的

3、a端滑動時，小燈泡的亮暗有何變化？ 當(dāng)滑片P向b端滑動時，小燈泡的亮暗有何變化？解析 當(dāng)開關(guān)S閉合，滑片P向a端滑動時，滑動變阻器接入電阻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 得，電路中的電流I變大，燈泡L的電阻一定，由公式P = 12R可知燈泡L的 實際功率變大，因此小燈泡變亮。反之，當(dāng)滑片P向b端滑動時，燈L變暗。例2如圖2所示，電源的電壓恒定不變，小燈泡L與滑動變阻器并聯(lián)，閉 合開關(guān)S,當(dāng)滑片P向a端滑動時，小燈泡的亮暗有何變化？當(dāng)滑片P向b端 滑動時，小燈泡的亮暗有何變化？圖2解析 當(dāng)開關(guān)S閉合時，不管滑動變阻器的滑片P向

4、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，由公式U 2 P -前可得P實不變，所以小燈泡的亮度不變。例3如圖3所示，電源的電壓恒定不變，三個小燈泡混聯(lián)，閉合開關(guān)S， 當(dāng)滑片P向a端滑動時，小燈泡L1、L2、L3的亮暗有何變化？當(dāng)滑片P向b端 滑動時，小燈泡L1、L2、L3的亮暗有何變化？圖3 S解析 當(dāng)開關(guān)S閉合，滑片P向a滑動時，連入電路的電阻R減小，Rap 與L3串聯(lián)后的電阻R串減小，由于L2的電阻不變，所以人串與L2并聯(lián)后的電阻 R并減小，人并與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

5、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，經(jīng)過L2的電流12變小，那么經(jīng)過L3的電流13就變大，小燈泡L3變亮。反之，當(dāng)滑片P向b滑動時，L1變暗，L2變亮，L3變暗。經(jīng)過以上分析可以得出：串聯(lián)時，連入電路的電阻增大（或減?。?，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(rèn)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(rèn)為與滑動 變阻器間接并聯(lián)）的小

6、燈泡就變亮（或變暗）。二、開關(guān)斷開或閉合引起的小燈泡亮暗變化問題例4如圖4所示，當(dāng)開關(guān)號閉合，開關(guān)S2由斷開到閉合時，小燈泡L1、l2的亮暗有何變化？當(dāng)開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2由閉合到斷開時又如何呢？S2圖4解析 當(dāng)開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2由斷開到閉合時，小燈泡L2被短路，L2由亮變滅.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，U2，而其阻值不變，由公式P 得/3實變大，所以小燈泡L1變亮。反之，當(dāng)開關(guān)S1閉合，開關(guān)S 2由閉合到斷開時，L1變暗，L2變亮.。例5如圖5所示，當(dāng)開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2由斷開到閉合時，小燈泡L1、L2、L3的亮暗有何變化？當(dāng)開關(guān)S1閉合，開關(guān)S

7、2由閉合到斷開時又如何 呢？圖5解析當(dāng)開關(guān)S閉合，開關(guān)S2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R并比L2的電阻小，人并與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 總、總、泡L1變亮；由于電路中的總電流I總增大，小燈泡L1兩端的電壓增大，所以小燈泡L2兩端的電壓U2減小，小燈泡L2變暗。反之，當(dāng)開關(guān)S1閉合，開關(guān)S 2由閉合到斷開時，L1變暗，L2變亮，L3熄 滅。經(jīng)過以上分析可以得出：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

8、就變亮。三、兩只小燈泡亮暗的比較問題例6如圖6所示，小燈泡L1上標(biāo)有“ 12V 10W”、L2上標(biāo)有“12V 4W”，串聯(lián)在12V的穩(wěn)壓電源上，比較兩燈的亮暗情況。Li Ls圖6u 2解析由尸額=受，U額廣U額2,尸額1P額2,可以得到RR2,又因為I1 = I2，由p = 12 R可得戶實P實2，因此，小燈泡乙2較亮。例7如圖7所示，小燈泡L上標(biāo)有“ 12V 10W”、 L2上標(biāo)有 “12V 4W”，并聯(lián)接在12V的穩(wěn)壓電源上，比較兩燈的亮暗情況。U 2解析由尸額=二額，U額1 - U額2,尸額1尸額2,可以得到R 0，又因為LU 2和L2兩端的實際電壓相等，由P =號可得住住2，因此，小燈泡上較亮。經(jīng)過以