电路
带开关的灯
拨动开关——灯泡点亮，亮度 ∝ 功率
带开关的灯——交互式电路模拟。拨动开关——灯泡点亮，亮度 ∝ 功率 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
开关控制
串联开关控制电流是否到达灯泡。闭合时灯亮；亮度取决于功率。
断开开关会打断回路并停止电流。闭合开关则完成路径，使功率 P = I·V 输送到灯泡灯丝。
- 功率 P = I·V
- 开关打开 → I ≈ 0
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
9 V 电池通过闭合开关点亮灯泡。如果换上电阻较低的灯泡，它会发出更亮还是更暗的光？
预测权重
- 电阻较小的灯泡发出的光更暗。
- 电阻较小的灯泡汲取更多电流并耗散更多功率——它会发出更亮的光。
- 亮度不取决于灯泡的电阻。
可变角色
您设置的内容：
- 灯泡电阻R (Ω)
您测量的内容：
- 电流我 (A)
- 功耗 P (W)
调查如何进行
- 打开「开关灯：灯泡的功耗（switched-lamp）」预设并按重置。开关开始闭合，因此 9 V 电池点亮灯。
- 启用灯上的功率读数。
- 设置每次试验的灯电阻并记录消耗的功率。
控制方程
电功率（来自 I 和 R） — P = I²·R
电阻性负载以热和光形式耗散的功率为P = I²R。在电压固定的情况下，电阻较小的负载会汲取更大的电流，而功率随电流的平方增长，因此增长得更快。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验，使用 E = 9 V 计算 I = E/R，然后 P = I²R（或等效的 E²/R）。与表比较。
- 请解释为什么在相同电压下消耗更多电流的低电阻灯泡，最终会耗散更多功率——真实灯泡的亮度与功率成正比。
这在实验室之外的地方表现出来
- 120 V 电压下的“100 W”灯泡消耗约 0.83 A 电流，热时电阻约为 144 Ω。使用 P = E²/R，解释为什么额定电压相同的“较高瓦数”灯泡必须具有较低的电阻，而不是较高的电阻。
- 白炽灯丝通常在刚打开、温度较低且电阻最低时就会失效。利用您的功率关系，解释为什么此时电流（和功率）浪涌最高。
- AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
- IB Physics — B.5 Current and circuits
- General High School Physics — Electricity & DC circuits
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- 欢迎来到带开关的灯
- 选择灯泡
- 按播放
- 拨动开关
- 打开检查器
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。