Question

2．課外綜合實踐活動中，小華等同學(xué)將兩只“3.8V 0.3A”的小燈泡連接成串聯(lián)電 路．實驗時不慎把甲燈泡的玻璃外殼打碎了，讓小華驚奇的是，原來發(fā)光較弱的甲燈泡不 發(fā)光了，而乙燈泡不僅沒熄滅，反而更亮了．仔細(xì)觀察電路后，還發(fā)現(xiàn)這時電壓表的示數(shù) 為 1.5V（電壓表測甲燈泡兩端的電壓），電源電壓為 4V．小華對此產(chǎn)生了疑問：玻璃外殼 打碎后，甲燈仍有電流通過為什么不發(fā)光呢？小組的同學(xué)提出了以下兩種猜想：
猜想1：甲燈中的電流可能小于外殼打碎前的電流．
猜想2：甲燈的實際功率可能小于可以發(fā)光的功率．
請回答問題：
（1）根據(jù)所學(xué)知識，他們經(jīng)過討論，斷定猜想1是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的，他們判斷的依據(jù)是乙燈泡不僅沒熄滅，反而更亮了處處．根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等的特點，所以甲燈中的電流大于外殼打碎前的電流．
（2）為了驗證猜想2，由于手頭沒有電流表，小華通過查閱有關(guān)資料獲得“3.8V　0.3A”小燈泡的電流隨電壓變化的數(shù)據(jù)，以及不同電壓下的發(fā)光情況（如表所示），并描出了該燈泡電流隨電壓的變化圖象．

電壓U/V	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
電流I/A	0	0.12	0.16	0.20	0.22	0.25	0.27	0.29	0.31
燈泡發(fā)光情況	不發(fā)光			發(fā)光，由暗漸漸變亮

由試題中信息和前面的討論，可以判斷猜想2是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的，請你通過計算簡略地寫出分析推理過程：因為P_實=1.5V×0.25A=0.375W大于P_發(fā)光=1.5V×0.20A=0.3W，所以猜想2錯誤．  
（3）甲燈泡的玻璃外殼打碎后，引起燈泡從發(fā)光較弱到不發(fā)光的因素究竟是什么？同組的小蘭同學(xué)聯(lián)想到，剛從煉鋼爐里倒出來的鋼水，溫度很高，發(fā)出耀眼的白熾光．一段時間后，溫度降低，鋼水凝固，發(fā)出紅光直至不發(fā)光，從而提出新的猜想：甲燈燈絲的玻璃外殼打碎后，燈絲可能因溫度較低減少熱量散失，提高燈絲溫度而不發(fā)光，為了驗證猜想，小蘭等同學(xué)在前面實驗的基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)高電源的電壓后，觀察到甲燈泡燈絲發(fā)出微弱的紅光，但在短時間內(nèi)燈絲就燒斷了，至此，你認(rèn)為小燈泡玻璃外殼有什么作用是：隔絕空氣、防止燈絲氧化．

Answer 1

分析 （1）甲、乙兩燈串聯(lián)，流過它們的電流相等，乙燈能發(fā)光且更亮了，說明流過甲燈的電流大于外殼打碎前的電流；
（2）根據(jù)題意求出甲燈泡的電壓及流過甲燈泡的電流，由P=UI求出甲的功率，看該功率與燈泡發(fā)光功率間的關(guān)系，
然后判斷猜想2是否正確；
（3）從影響電阻大小的因素入手，因為燈絲未受損，燈絲的材料、長度、橫截面積不變化，考慮是導(dǎo)體溫度的影響．
從物體溫度與發(fā)光的關(guān)系分析燈不發(fā)光的原因及燈泡玻璃外殼的作用

解答 解：（1）甲、乙兩燈串聯(lián)，流過它們的電流相等；與甲串聯(lián)的乙燈更亮了，說明流過乙燈的電流更大了，
從而流過甲燈的電流更大了，所以猜想1是錯誤的．
（2）由題意知，甲燈電壓U_甲=1.5V，電源電壓U=4V，由串聯(lián)電路特點知，乙燈的電壓U_乙=U-U_甲=4V-1.5V=2.5V，
由表中燈泡電壓為2.0V時的電流為0.22A，電壓為2.5V時的電流為0.25A，
則甲燈泡的功率P_甲=U_甲I_甲=1.5V×0.25A=0.375W，由表知燈泡可以發(fā)光的最小功率P_發(fā)光=1.5V×0.20A=0.3W，所以
P_甲＞P_發(fā)光，則猜想2 是錯誤的；
（3）甲燈泡的玻璃外殼打碎后，雖然燈泡兩端的電壓及燈泡的功率都大于燈泡可以發(fā)光的電壓與功率，而燈泡仍不發(fā)光，原因是：玻璃外殼被打碎后由于散熱使燈絲的溫度降低，燈絲溫度太低，達(dá)不到白熾狀態(tài)而無法發(fā)光，所以玻璃殼的作用是減少散熱，使燈絲溫度可達(dá)到白熾發(fā)光的程度．
故答案為：（1）錯誤；乙燈泡不僅沒熄滅，反而更亮了；處處相等；大于；（2）錯誤；因為 P_實=1.5V×0.25A=0.375 W 大于 P_發(fā)光=1.5V×0.20A=0.3W，所以猜想2 錯誤；（3）溫度較低減少熱量散失，提高燈絲溫度；隔絕空氣；防止燈絲氧化．

點評 本題是一道實驗探究題，對初中生來說難度較大；熟練掌握串聯(lián)電路的特點、充分理解題意，由題意獲取燈泡可以發(fā)光的電壓與功率是正確解題的關(guān)鍵．