Question

【題目】小明晚上開燈做作業，為什么開燈瞬間，燈絲容易燒斷？請解釋這個現象。愛動腦筋的小明發現，燈絲斷了可以重新搭接，再接入電路，卻發現比原先更亮，這是為什么？請解釋這個現象。過一會兒，搭接處又燒斷了，這又是為什么？請解釋這個現象。

Answer 1

【答案】因為開燈的瞬間，燈絲溫度低，電阻小，電流大，特別是燈絲升華造成燈絲粗細不均勻，燈細處產生熱較多，溫度較高，高于正常工作溫度達到熔點，所以易熔斷。因為重新搭接后，燈絲接頭處有交叉，使燈絲長度變短，電阻變小，在其他條件不變情況下，所以電流變大，導致變亮。又因為搭接處的接觸面積減小，搭接處的電阻變大，由焦耳定律Q=I2Rt可得，發熱量越多，所以燈絲越容易燒斷。

【解析】

同種材料的導體，電阻隨長度增加而增大，隨橫截面積減小而增大；燈絲電阻隨溫度升高而增大。因此開燈的瞬間，燈絲溫度低，電阻小，電流大，特別是燈絲升華造成燈絲粗細不均勻，燈細處產生熱較多，溫度較高，高于正常工作溫度達到熔點，所以易熔斷。因為重新搭接后，燈絲接頭處有交叉，使燈絲長度變短，電阻變小，在其他條件不變情況下，所以電流變大，導致變亮。又因為搭接處的接觸面積減小，搭接處的電阻變大，由焦耳定律QI2Rt可得，發熱量越多，所以燈絲越容易燒斷。