我的亮度誰做主

王倫宇

我們知道，燈泡的亮度由其消耗的實(shí)際功率決定：燈泡消耗實(shí)際功率越大，燈泡越亮。因此，要比較燈泡亮度大小，應(yīng)先比較燈泡消耗實(shí)際功率的大小。關(guān)于燈泡的實(shí)際功率的考查是中考的高頻考點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合中考實(shí)例分類解讀如下。

一、比較同一燈泡或同規(guī)格燈泡在不同電路中的亮度

例1（2020·山東·德州）如圖1所示的電路中，電源電壓和燈泡電阻都不變，閉合開關(guān)S，在滑動變阻器的滑片P由左端向右滑動到其中點(diǎn)的過程中，下列判斷正確的是（ ）。

A. 電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)不變，燈泡亮度不變

B. 電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)不變，燈泡亮度不變

C. 電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小，燈泡亮度變暗

D. 電壓表與電流表示數(shù)的比值變大

解析：由圖知，燈泡L與滑動變阻器并聯(lián)。電壓表測量燈泡L、滑動變阻器或電源兩端電壓，而并聯(lián)電路中各支路電壓等于電源電壓U，故電壓表示數(shù)不變;電流表測量通過滑動變阻器的電流，而滑動變阻器的滑片P在由左端向右滑動到其中點(diǎn)的過程中，其連入電路的電阻變小，由I滑 = U滑/R滑 = U /R滑知電流表示數(shù)變大。由于并聯(lián)電路互不影響，燈泡兩端電壓不變，燈泡電阻也不變，由PL實(shí) = UL實(shí)2/R知，燈泡L實(shí)際功率不變。

答案：B

點(diǎn)評：對于同一燈泡或同規(guī)格燈泡（忽略溫度對電阻的影響），先分析判斷通過燈泡的電流或其兩端電壓是否變化，若不變，則其實(shí)際功率不變。

例2（2019·四川·廣安）如圖2所示，電源電壓不變，L1、L2兩個燈泡的規(guī)格相同。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑片P都從中點(diǎn)向右滑動時，關(guān)于兩燈的亮度情況，下列說法正確的是（ ）。

A. L1始終比L2暗 ? B. L1始終比L2亮

C. L1和L2都變暗 D. L1和L2都變亮

解析：由圖2甲知：燈泡L1與滑動變阻器串聯(lián)，由圖2乙知：燈泡L2與滑動變阻器并聯(lián)。已知兩只燈泡規(guī)格相同，也就是電阻相同，滑動變阻器滑片沒有移動時，L1兩端電壓小于L2兩端電壓，由P實(shí) = U實(shí)2/R知，L1實(shí)際功率較小，發(fā)光較暗;當(dāng)滑片從中點(diǎn)向右滑動時，圖2甲中滑動變阻器接入電路中的電阻增大，電路中的電流減小，根據(jù)P實(shí) = I實(shí)2R可知燈泡L1的實(shí)際功率減小，即燈泡L1的亮度變暗;圖2乙中根據(jù)并聯(lián)電路中各支路用電器互不影響或P實(shí) = U實(shí)2/R和R和U都不變可知燈泡L2的實(shí)際功率不變，即燈泡L2的亮度不變。

綜上所述，L1始終比L2暗。

答案：A

點(diǎn)評：對于同一或同規(guī)格燈泡（忽略溫度對電阻的影響），由 P實(shí) = [U實(shí)2R] = I實(shí)2R可知，燈泡兩端電壓U越大或通過其電流I越大，其消耗功率越大，燈泡越亮。

二、比較同一電路不同燈泡亮度

例3（2019·黑龍江·龍東）甲、乙兩個小燈泡上分別標(biāo)有“6 V ?3 W”和“4 V ?2 W”字樣，現(xiàn)在把它們按不同方式接在不同電路中（不考慮燈絲電阻的變化），下列判斷錯誤的是（ ）。

A. 若把它們并聯(lián)在4 V電路中，乙燈正常發(fā)光

B. 若把它們并聯(lián)在4 V電路中，甲燈比乙燈亮

C. 若把它們串聯(lián)在10 V電路中，兩燈都可以正常發(fā)光

D. 若把它們串聯(lián)在10 V電路中，甲燈比乙燈亮

解析：兩燈泡的額定電流分別為：I甲 = P甲/U甲 = 3 W/6 V = 0.5 A， I乙 = P乙/ U乙 = 2 W/4 V = 0.5 A;兩燈泡的電阻分別為：R甲 = U甲/I甲 = 6 V/0.5 A =12 Ω，R乙 = U乙/I乙 = 4 V/0.5 A = 8 Ω，則R甲> R乙。兩燈泡并聯(lián)在4 V電路中時，U乙實(shí) = U乙額，乙燈泡正常發(fā)光;由兩燈并聯(lián)時，燈泡消耗功率與電阻成反比和R甲> R乙知乙燈泡消耗功率大，所以乙燈比甲燈亮，選項(xiàng)A正確，B錯誤。兩燈泡串聯(lián)在10 V電路中時，兩燈的總電阻為R = R甲 + R乙 =12 Ω + 8 Ω = 20 Ω，此時電路中的電流為I = U/R = 10 V/20 Ω = 0.5 A，與兩燈泡的額定電流相等，所以兩燈泡可以同時正常發(fā)光，此時兩燈實(shí)際功率等于各自的額定功率，因?yàn)镻甲>P乙，所以甲燈較亮，選項(xiàng)C、D正確。

答案：B

點(diǎn)評：若兩燈串聯(lián)，由 [P1P2] = [R1R2]即燈泡消耗功率與電阻成正比可知，電阻較大的燈泡亮;若兩燈并聯(lián)，由[P1P2] = [R2R1]即燈泡消耗功率與電阻成反比可知，電阻較小的燈泡亮。

三、比較不同燈泡在不同電路中的亮度

例4（2019·四川·自貢）某房間原來只接有一只標(biāo)有“PZ220-40”的燈泡，小明又用一只完全相同的燈泡，將它倆串聯(lián)在一起，在電源電壓不變的情況下，房間內(nèi)的總亮度將（ ）。

A. 變亮 B. 變暗 ? C. 不變 D. 無法確定

解析：兩燈串聯(lián)在一起后，電路中的總電阻比原電路的總電阻大，而電源電壓不變，由P實(shí) = [U實(shí)2R]可知，電路消耗總功率變小，房間內(nèi)的總亮度變暗。

答案：B

點(diǎn)評：先用不同電路的相同物理量搭橋巧妙比較實(shí)際總功率大小，然后作出判斷。