亮度与电池数量

课程标准： KS2 (Year 6)

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实验目的

探究灯泡的亮度怎样随电压变化，也就是怎样随串联电池的数量变化。

实验装置

三个电路，各有一只相同的 4.5 V / 1 W 灯泡：上面的电路有一节 AA 1.5 V 电池，中间的有两节，下面的有三节。每节电池的正极都与下一节电池的负极相连。

实验步骤

1. 比较三只灯泡的亮度。
2. 在下面的电路中选中一节电池，在参数面板中把它的型号改为 AAA，再改为“9 V 方形电池”。亮度怎样变化？
3. 把型号改回 AA，并更换已烧断的灯泡：在灯泡的参数面板中取消勾选“已烧断”复选框。

预期结果

接一节电池时灯丝只微微发光，接两节时灯泡的亮度只有一半，接三节时灯泡正常发光：3 × 1.5 = 4.5 V，正是它的额定电压。电池越多，电压越高，灯泡越亮。把 AA 换成 AAA，亮度几乎不变，因为电压相同。换成 9 V 方形电池后，电路中的电压为 12 V，几乎是灯泡额定电压的三倍：灯泡闪出强光，在百分之几秒内烧断——灯丝断裂，电路断开。要继续实验，把型号改回 AA 并更换灯泡：在灯泡的参数面板中取消勾选“已烧断”复选框。

问题

1. 要使灯泡正常发光，需要几节 1.5 V 电池？
2. 为什么不能把真实的 4.5 V 灯泡接到 9 V 上？

答案

1. 三节电池：3 × 1.5 = 4.5 V，正是这只灯泡适用的电压。
2. 9 V 是灯泡适用电压的两倍。通过细灯丝的电流更大，灯丝的温度远远超过它能承受的限度，因此很快就会断裂，灯泡烧坏。