小灯泡亮暗的分析与比较

1、小灯泡亮暗的分析与比较郑加宏小灯泡亮暗的分析与比较是物理学习中的难点，如何突破这个难点？首先应明确决定小灯泡亮暗的因素是什么。电流流过小灯泡灯丝时，电流做功，电能转化为内能，灯泡灯丝的温度升高达到白炽状态而发光，小灯泡发光时灯丝的电阻可看作一定，因此，小灯泡的两端电压越高，通过的电流也越大，实际功率就越大，小灯泡越亮。反之，小灯泡越暗。如果加在小灯泡两端的实际电压等于它的额定电压，小灯泡正常发光，此时小灯泡的实际功率等于它的额定功率；如果加在小灯泡两端的实际电压略高于它的额定电压，小灯泡就变亮，此时小灯泡的实际功率大于它的额定功率；如果加在小灯泡两端的实际电在低于它的额定电压，小灯泡就变暗，此

2、时小灯泡的实际功率小于它的额定功率，由此看来，决定小灯泡亮暗的因素是电功率，是实际功率而不是额定功率。电功率的计算公式是P=UI，欧姆定律的表达式是I=U/R，两者结合可得：P=U2/R，或者P=I2R。在小灯泡亮暗的分析与化较中应灵活运用这四个公式，同时考虑某些恒量，如小灯泡发光时灯丝的电阻，电源的电压等。以下从滑动变阻器对小灯泡的影响、开关对小灯泡的影响、两只小灯泡亮暗的比较等三方面进行分析。一、滑动变阻器对小灯泡的影响例1. 小灯泡L与滑动变阻器串联，如图1，闭合开关K，当滑片P向a端滑动时，小灯泡的亮暗有何变化？当滑片P向b端滑动时，小灯泡的亮暗有何变化？分析：当开关K闭合，

3、滑片P向a端滑动时，连入电阻Rap减小，总电阻（R总=RL+Rap）随着减小，又因为电源的电压恒定不变，由公式I=U/R得，电路中的电流I变大，此时灯泡L的电阻一定，由公式P=I2R可知灯泡L的实际功率变大，因此小灯泡变亮。思考的线索可用下图表示：P向a端R连小R总小I大P实大灯L变亮反之，当滑片P向b端滑动时，灯L变暗。例2. 小灯泡L与滑动变阻器并联，如图2，闭合开关K，当滑片P向左端滑动时，小灯泡的亮暗有何变化？当滑片P向右端滑动时，小灯泡的亮暗有何变化？分析：当开关K闭合时，不管滑动变阻器的滑片P向哪端滑动，灯泡L两端的电压始终等于电源的电压而保持不变，灯丝的电阻始终不变，由

4、公式P=U2/R得P实际不变，所以小灯泡的亮度不变。例3. 三个小灯泡混联加滑动变阻器，如图3，闭合开关K，当滑片P向左端滑动时，小灯泡L1、L2、L3的亮暗有何变化？当滑片P向右端滑动时，小灯泡L1、L2、L3的亮暗有何变化？分析：当开关K闭合，滑片P向左滑动时，连入电阻RP减小，RP与L3串联后的电阻R串减小，由于L2的电阻不变，所以R串与L2并联后的电阻R并减小，R并与L1串联后总电阻R总减小，由于电源的电压不变，总电流I总变大，所以小灯泡L1变亮；由于电流I总变大，所以小灯泡L1的电压U1变大，小灯泡L2两端的电压U2就变小，所以小灯泡L2变暗；小灯泡L2两端的电压U2变小，

5、经过L2的电流I2变小，那么经过L3的电流I3就变大，小灯泡L3变亮。三灯的亮暗分析线索如下：RP小R串小R并小R总小I总大L1变亮U1大U2小L2变暗I2小I3大L3变亮反之，当滑片P向右滑动时，L1变暗，L2变亮，L3变暗。经过以上剖析，可以得出：串联时，连入电路的电阻增大（或减小），小灯泡就变暗（或变亮）；并联时，连入电路的电阻增大（或减小），小灯泡的亮度不变；混联时，如果连入电路的电阻增大（或减小），与滑动变阻器串联或“间接串联”（如例3中的L1可认为与滑动变阻器间接串联）的小灯泡就变暗（或变亮），与滑动变阻器并联或“间接并联”（如例3中的L2可认为与滑动变阻器间接并联）的小灯泡就变亮

6、（或变暗）。二、开关对小灯泡亮暗的影响例4. 如图4所示，当开关K由断开到闭合时，小灯泡L1、L2的亮暗有何变化？当开关K由闭合到断开时呢？分析：当开关K由断开到闭合时，小灯泡L2被短路，L2由亮到灭。此时电源的电压全部加在小灯泡L1上，小灯泡L1两端的实际电压增加，而其阻值不变，由公式P=U2/R得变大，所以小灯泡L1变亮。反之，开关K由闭合到断开时，L1变暗，L2变亮。例5. 如图5所示，当开关K由断开到闭合时，小灯泡L1、L2、L3的亮暗有何变化？当开关K由闭合到断开时呢？分析：当开关K由断开到闭合时，小灯泡L3由灭到亮；此时小灯泡L3与小灯泡L2并联，并联后的总电阻

7、R并比L2的电阻减小，R并与L1串联后的总电阻R总减小，由于电源的电压不变，电路中的总电流I总增大，小灯泡L1变亮；由于电路中的总电流I总增大，小灯泡L1两端的电压U1增大，所以小灯泡L2两端的电压U2减小，小灯泡L2变暗。三灯的亮暗分析线索如下：K闭合L3变亮R并小R总小I总大L1变亮U1大U2小L2变暗反之，当开关K由闭合到断开时，L1变暗，L2变亮，L3熄灭。经过以上剖析，可以得出：如果开关与小灯泡串联或“间接串联”，通就变亮，断就不亮（或变暗）；如果开关与小灯泡并联或“间接并联”，通就不亮（或变暗），断就变亮。三、两只小灯泡亮暗的比较例6. 如图6所示，两只小灯泡L1上标“12V 10W”、L2上标“12V 4W”串联在12V的稳压电源上，比较两灯的亮暗情况。分析：由P额=/R，可以得到R1R2，又因为I1=I2，由P=I2R得，因此，小灯泡L2较亮。例7. 如图7所示，两只小灯泡L1上标“12V 10W”、L2上标“12V 4W”并联在12V的稳压电源上，比较两灯的亮暗情况。分析：由，可以得到R1R2，又因为L1和L2两端的实际电压相等，由P=U2/R得，因此，小灯泡L1较亮。经过以上剖析，可以得出：要比较两灯的亮暗，应比较两灯的实际功率，在公式P=UI，P=U2/R，P=I2R中找到一个等量，从另外一个量中比较出实际功率的大小，串联一