Question

小明学习了电学后，认为额定功率大的灯泡一定亮．现有发光原理相同的两个小灯泡L₁“12V 40W”和L₂“12V 15W”，及符合要求的电源一个、开关一个、导线若干，请你设计一个实验说明小明的想法是错误的．
（1）画出你所设计的实验电路图；
（2）根据实验现象简要说明小明的想法是错误的．

Answer 1

分析：（1）灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率，根据串联电路各处的电流相等利用P=I²R可知灯泡的实际功率取决于灯泡电阻的大小，据此设计实验电路图．
（2）由功率公式P=

U2

R

比较灯泡的电阻大小，根据公式P=I²R比较灯泡串联时的实际功率，然后解释实验现象．

解答：解：（1）因串联电路各处的电流相等，且灯泡的实际功率取决于灯泡电阻的大小，所以根据P=I²R可知灯泡的电阻越大实际功率越大；
故所设计的实验电路图：两灯泡串联与电源、电键构成实验电路，如图所示．

（2）闭合开关后，观察两灯泡亮度，额定功率小的灯比额定功率大的灯亮．
根据公式P=

U2

R

可知，额定电压相同的灯泡，其额定功率大的电阻小、额定功率小的电阻大．
在串联电路中，通过两灯的电流相同，根据公式P=I²R，可知额定功率小的电阻大，实际电功率大，灯就较亮，所以小华的认识是不正确的．

点评：本题考查灯泡亮度判断的实验设计，实际上是对实际功率比较大小的实验设计，记住灯泡的亮度取决于灯的实际功率，额定功率大的灯泡如果实际功率小，发光时也可能较暗．