Question

小明在欣赏圣诞树上的小彩灯时发现，各小彩灯的连接方式为串联，当其中一只灯丝熔断，其他彩灯却仍能发光，如图甲，这是为什么呢？他仔细观察灯泡的构造如图乙，查阅得知细金属丝表面涂有绝缘物质；取一只完好的彩灯，按图丙电路进行实验，电源电压为7.5V，数据及现象记录如表：

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压（V）	0.3	1	2	4	6	7.5
电流（A）	0.06	0.10	0.12	0.18	0.20	0
彩灯亮度	不发红	弱光	较亮	亮	很亮	灯丝烧断

请依据上述信息完成以下问题：
（1）从数据中发现，通过彩灯的电流与电压不成正比，其原因是

灯丝电阻随温度的升高而增大

；
（2）能证实灯丝支架与细金属丝之间有绝缘物质的实验现象是

第6次实验时灯丝两端电压等于电源电压

；
（3）请依据彩灯结构及实验现象，推测彩灯串中一只灯丝熔断其他彩灯却仍能发光的原因是

在220伏（较高电压）下，细金属丝表面的绝缘层被击穿

．

Answer 1

分析：（1）灯丝的电阻随温度的升高而增大，灯泡越亮，温度越高，电阻越大．
（2）灯丝支架和细金属丝之间绝缘，电路是断路，电压表串联在电路中，其他的元件相当于导线，电压表的示数等于电源电压．
（3）各小彩灯的连接方式为串联，当其中一只灯丝熔断，其他彩灯却仍能发光，可能是灯丝支架和细金属丝之间绝缘部分被击穿．

解答：解：（1）根据R=

U

I

得出的1--5次实验的电阻：
R₁=

U1

I1

=

0.3V

0.06A

=5Ω，
R₂=

U2

I2

=

1V

0.1A

=10Ω，
R₃=

U3

I3

=

2V

0.12A

=16.7Ω，
R₄=

U4

I4

=

4V

0.18A

=22.2Ω，
R₅=

U5

I5

=

6V

0.20A

=30Ω；
可以看出灯泡越来越亮，灯丝温度越来越高，电阻越来越大．所以电流跟电压不成正比．
（2）电压表并联在灯泡的两端，电压表的示数等于电源电压，说明电压表并联的部分是断路，能证实灯丝支架与细金属丝之间有绝缘物质．
（3）各小彩灯的连接方式为串联，当其中一只灯丝熔断，其他彩灯却仍能发光，可能是灯丝支架和细金属丝之间绝缘部分被击穿，电路形成通路．
故答案为：（1）灯丝电阻随温度的升高而增大；
（2）第6次实验时灯丝两端电压等于电源电压；
（3）在220伏（较高电压）下，细金属丝表面的绝缘层被击穿．

点评：（1）掌握导体的电阻随温度变化而变化，有的随温度的升高而增大，有的随温度升高而减小．
（2）通过电压表的示数变化能判断电路状态．
（3）条件变化时，导体可以变为绝缘体．