串联灯泡：共享电流、调光灯泡
1·预测
两个相同的灯泡串联在 9 V 电池上。与同一电池上单独使用的单个灯泡相比，每个系列的灯泡是更亮、更暗还是相同？
- 每个系列的灯泡都更亮。
- 每个串联灯泡都是调光器——它们共享电流和电压。
- 每个灯泡的亮度与单个灯泡的亮度完全相同。
2·设置
- 打开「串联灯泡（bulbs-series）」预设并按重置。两个灯泡的初始电阻相等。
- 启用两个灯泡上的电流读数。
- 每次试验设置两个灯泡的电阻（彼此相等）并记录共享电流。
3·收集数据
| 每个灯泡的电阻R (Ω) | 总电阻R_total (Ω) | 共享电流I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 150.00 |
针对三次试验，绘制电流I（y轴）相对总电阻R_total（x轴）的关系图。
4·分析
- 对于一项试验，计算 R_total = 2R，然后使用 E = 9 V I = E/R_total。与表进行比较。
- 将此电流与switched-lamp实验中相同电阻单个灯泡的电流进行比较。请解释为什么串联再加一个灯泡会使电流恰好减半——以及为什么每个灯泡的功率因此会降到四分之一而不是一半，因为 P = I²R 随电流的平方变化。
5·扩展
- 如果两个灯泡具有不同的电阻，它们会发出同样明亮的光吗？使用 P = I²R（两者 I 相同，R 不同）来预测哪一个更亮。
- 如果这对串联灯泡中有一个烧坏（灯丝断裂，电阻近乎无穷大），另一个灯泡会怎样？请与short-a-bulb实验中开关的行为进行比较。
这个实验背后的物理原理
系列灯泡共享电流
串联灯泡承载相同的电流 I = E/(2R)，但每个灯泡仅获得总电压的一半。由于功率为 I²R，其电流比单个灯泡消耗的电流小，因此每个串联灯泡的亮度都会变暗。