题目内容
【题目】同一型号的两个灯泡串联在电路中会一样亮吗?小明将两 个型号为“12 V 25 W”的灯泡Ll和L2接到12 V电源上，组成如图甲所示的电路并进行如下操作：①首先，他闭合开关S2，发现两个灯泡一起亮，亮度相同；②接着，他再闭合开关Sl，发现灯泡L1因短路而熄灭，灯泡L2变得更亮；③等到L1熄灭一段时间后，他又断开Sl，发现L2的亮度逐渐减弱，而L1逐渐亮起来，过了一会儿两个灯泡达到一样的亮度．为什么步骤③中会出现这种有趣的现象昵?小明猜想可能是因为灯泡两端电压变化后，造成灯丝电阻变化所致．为了检验自己的猜想是否正确，小明取其中一个灯泡，重新设计电路，将开关闭合后，测得了灯泡两端的电压和灯泡中的电流，实验数据如下表所示．
(1)分析表中数据，判断小灯泡两端电压变化后灯丝的电阻是否改变?如果灯丝电阻改变，其本质原因是什么？
(2)在操作③这个步骤中，为何开关Sl刚断开时，L1较暗而L2较亮?请作出合理的解释。
(3)在操作③这个步骤中，当两个灯泡一样亮后，电路消耗的总功率是多少?
(4)小明证实自己的猜想时，是否是采用的乙图电路?请说明理由。
【答案】见解析所示。
【解析】(1)利用欧姆定律，根据表中的数据，求出导体的阻值，发现导体的电阻在增大。原因是，当电压增加时，电流随之增大，灯丝的温度升高，导致电阻变大。(2)在操作③这个步骤中,由于灯L2一直处于通电状态，温度较高，相应的电阻也较大。
当开关S1断开时,灯L1与灯L2串联在电路中,开始时L1的即时电阻比L2的电阻小,故L2分得的电压相应也要大,根据公式P=UI,可以确定,此时的L2的功率大于L1的功率,所以此时亮灯的亮度不同：灯L2与灯L1要亮；随着通电时间的增加，最终两灯电阻相等，亮度也就相等了。(3)当两灯亮度相同时，它们的阻值相等，通过它们的电流相等，利用欧姆定律可以确定两个灯泡两端的电压相等，即每个灯泡两端的电压为6V.结合上表中的数据，当灯泡两端的电压为6V时，灯丝的电流为1.55A.此时每个灯泡的功率：P=UI=6V×1.55A=9.3W.总功率为两者之和即18.6W.(4)由表格数据可知，当电压表示数为0时，电流表示数也为0.
若是乙图，滑片移到左端时，灯泡短路，电压表和电流表示数都为0，且灯泡电压越大电流也越大；若是丙图，滑片移动中，电流表和电压表示数均不会为0.故小明实验采用的是乙电路。
