스위치가 달린 램프: 전구의 전력 손실

1 · 예측

9V 배터리는 닫힌 스위치를 통해 전구를 켭니다. 저항이 낮은 전구로 바꾸면 더 밝아지나요, 아니면 더 어두워지나요?

• 저항이 낮은 전구는 더 어둡게 빛납니다.
• 저항이 낮은 전구는 더 많은 전류를 끌어오고 더 많은 전력을 소비합니다 — 더 밝게 빛납니다.
• 밝기는 전구의 저항에 의존하지 않습니다.

2 · 설정

1. switched-lamp 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 스위치가 닫히기 시작하므로 9V 배터리가 램프를 켭니다.
2. 램프의 전력 판독을 활성화합니다.
3. 각 시행마다 램프의 저항을 설정하고 소비되는 전력을 기록합니다.

3 · 데이터 수집

세 번의 시행에 대해 전력 P(y축)를 1/R(x축)에 대해 그래프로 그리세요.

4 · 분석

1. 한 번의 시행에서는 E = 9V를 사용하여 I = E/R을 계산한 다음 P = I²R(또는 이와 동등한 E²/R)을 계산합니다. 표와 비교해 보세요.
2. 같은 전압에서 더 많은 전류를 끄는 저저항 전구가 왜 더 많은 전력을 소비하게 되는지 설명하세요 — 실제 전구의 밝기는 전력에 비례합니다.

5 · 확장

1. 120V의 '100W' 전구는 약 0.83A를 소비하며 뜨거울 때 저항은 약 144Ω입니다. P = E²/R을 사용하여 동일한 전압에 대해 정격이 '더 높은 와트' 전구의 저항이 더 높지 않고 낮아야 하는 이유를 설명하십시오.
2. 백열등 필라멘트는 전원을 켰을 때, 차가워지고 저항이 가장 낮을 때 종종 작동하지 않습니다. 전력 관계를 사용하여 그 순간 전류(및 전력) 급증이 가장 높은 이유를 설명하십시오.

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