關(guān)于測(cè)量小燈泡的電功率的相關(guān)探究

盧巧娟

【摘? 要】? 測(cè)量小燈泡的電功率探究中，需要關(guān)注其實(shí)驗(yàn)流程、故障分析思路以及數(shù)據(jù)及規(guī)律.本文將對(duì)上述三大內(nèi)容進(jìn)行探究解讀，并結(jié)合實(shí)例具體分析，以期對(duì)師生的教學(xué)備考有所幫助.

【關(guān)鍵詞】? 初中物理；電功率；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)是初中物理探究的重點(diǎn)，對(duì)于該內(nèi)容需要關(guān)注其實(shí)驗(yàn)流程，掌握常見(jiàn)故障的分析思路，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一般規(guī)律，下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)行具體探究.

1? 實(shí)驗(yàn)流程探究

伏安法測(cè)量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)過(guò)程可分為五步，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、連接元器件、檢查電路實(shí)施實(shí)驗(yàn)、記錄數(shù)據(jù)、求解計(jì)算.分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要注意各流程間的聯(lián)系.

例1? 利用如圖1所示電路來(lái)測(cè)量小燈泡的額定功率，其額定電壓為2.5V，下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是（? ? ）

（A）電壓為2.5V時(shí)，測(cè)出電流值，就可算出小燈泡的額定功率.

（B）閉合開(kāi)關(guān)前，滑片P應(yīng)滑到A端.

（C）測(cè)試時(shí)，電壓表與小燈泡的額定電壓一致時(shí)，停止移動(dòng)滑片.

（D）由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，小燈泡的實(shí)際功率越大，小燈泡就越亮.

解析? 本題目主要探究伏安法測(cè)量小燈泡的電功率流程，需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)流程內(nèi)容來(lái)分析判斷.

（A）選項(xiàng)，小燈泡的額定電壓是2.5V時(shí)，此時(shí)電路的電流就是額定電流，利用P=UI即可算出小燈泡的額定功率，正確；

（B）選項(xiàng)，閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器應(yīng)處于最大阻值處，即滑片滑到B端，錯(cuò)誤；

（C）選項(xiàng)，根據(jù)測(cè)量流程可知，當(dāng)電壓表等于小燈泡的額定電壓時(shí)停止移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，正確；

（D）選項(xiàng)，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，移動(dòng)滑片，觀察電壓表和電流表兩者的示數(shù)，可知小燈泡的實(shí)際功率越大，小燈泡越亮，正確.

綜上可知，答案為（B）.

評(píng)析? 上述是關(guān)于伏安法測(cè)小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)流程分析，探究解析需要理解每一步的內(nèi)涵，掌握背后的知識(shí)原理.如閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，需要將滑動(dòng)變阻器的滑片移到連入電阻最大的一側(cè)，這樣做是為了保護(hù)電路；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器使得電壓表示數(shù)等于小燈泡的額定電壓，是為了確保在額定電壓下工作.

2? 故障分析探究

測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些故障，常見(jiàn)的有小燈泡不亮、電流表或電壓表無(wú)示數(shù).探究學(xué)習(xí)中需要掌握一些常見(jiàn)故障的分析思路及方法，一般思路為：第一步，觀察現(xiàn)象，如電表的示數(shù)變化；第二步，分析電路連接情況；第三步，分析電路故障的情形，可采用假設(shè)法.

例2? 實(shí)驗(yàn)小組在做測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某學(xué)生正確連接了電路，閉合開(kāi)關(guān)，燈泡能夠發(fā)光.但采用任何方式調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表的示數(shù)均達(dá)不到燈泡的額定電壓，則下列選項(xiàng)說(shuō)法正確的是（? ? ）

（A）滑動(dòng)變阻器總電阻過(guò)大.? ? ? ? ? （B）電壓表量程選取錯(cuò)誤.

（C）電源電壓太小.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（D）燈泡的燈絲斷裂.

解析? 本題目為伏安法測(cè)小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)的故障分析問(wèn)題，題干表明電路連接正確，則與連接無(wú)關(guān)，可能為元器件的規(guī)格選擇錯(cuò)誤.

（A）選項(xiàng)，變阻器可調(diào)節(jié)電阻，排除；

（B）選項(xiàng)，關(guān)于電壓表量程問(wèn)題，實(shí)際上其量程不會(huì)影響燈泡的電壓，排除；

（C）選項(xiàng)，若為電源的電壓太小，即使變阻器的阻值為最小值，燈泡的額定電壓也可能達(dá)不到，與題意相符；

（D）選項(xiàng)，如果燈泡燈絲斷裂，則不發(fā)光，排除.

綜上可知，答案為（C）.

評(píng)析? 上述分析電路中的故障，解析時(shí)把握核心條件排除電路連接問(wèn)題，后續(xù)從元器件的規(guī)格入手進(jìn)行分析.對(duì)于電路中的故障問(wèn)題，需要關(guān)注電路中的幾個(gè)方面：一是電路連線；二是電表的示數(shù)及指針變化；三是器件的規(guī)格.然后在此基礎(chǔ)上綜合分析電路，確定是開(kāi)路、斷路或是短路，確定結(jié)論.

3? 數(shù)據(jù)分析及規(guī)律探究

伏安法測(cè)小燈泡的電功率，最為關(guān)鍵的一環(huán)為“數(shù)據(jù)處理”，即根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電表的示數(shù)匯總數(shù)據(jù)，電流值與電壓值具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系.數(shù)據(jù)處理中需要關(guān)注兩點(diǎn)：一是去除其中的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)；二是總結(jié)數(shù)據(jù)規(guī)律，伏安法測(cè)小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中，電流與電壓不成正比.

例3? 校實(shí)驗(yàn)小組做了某個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)，下表是同一電路正確接線時(shí)，收集到的多組數(shù)據(jù)，包括電壓表和電流表的對(duì)應(yīng)值，則可能是做什么實(shí)驗(yàn)時(shí)收集的（? ? ）

①探究通過(guò)導(dǎo)體的電流和電壓的關(guān)系.? ? ? ? ? ? ? ②測(cè)量小燈泡的電功率.

③測(cè)量小燈泡的阻值.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ④測(cè)量定值電阻的阻值.

（A）①④. （B）③④. （C）①③. （D）②③.

解析? 本題目考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理能力，題目給定多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析可能是做哪些實(shí)驗(yàn)收集的，需要學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的特征.分析表格數(shù)據(jù)，導(dǎo)體中的電流與電壓不是正比關(guān)系.具體分析如下.

①通過(guò)導(dǎo)體的電流和電壓的關(guān)系探究實(shí)驗(yàn)中，電阻一定時(shí)，電流與其兩端的電壓成正比，不符合；

②該實(shí)驗(yàn)中，燈絲的電阻可能受溫度影響，故燈泡的電功率變化，則電流與其兩端的電壓不是正比關(guān)系，符合；

③該實(shí)驗(yàn)中，燈絲的電阻也可能受溫度影響，則電流與其兩端的電壓不是正比關(guān)系，符合；

④定值電阻的阻值測(cè)量實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)電壓與電流的比值應(yīng)該相差不大.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由第1次數(shù)據(jù)可得；由第2次數(shù)據(jù)可得，顯然差距較大，不符合.

綜上可知，答案為（D）.

評(píng)析? 探究分析伏安法測(cè)小燈泡電功率的數(shù)據(jù)規(guī)律時(shí)，要透過(guò)表象理解其深層內(nèi)涵，即電流與電壓不成正比的原因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度升高而變大，也是區(qū)別于其他實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn).同時(shí)探究學(xué)習(xí)時(shí)要注意總結(jié)歸納初中物理常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)規(guī)律.

4? ?結(jié)語(yǔ)

總之，針對(duì)伏安法測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，需要掌握實(shí)驗(yàn)的分步流程，梳理實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)；歸納常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)故障，掌握相應(yīng)的分析思路；對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有一定的認(rèn)識(shí)，總結(jié)數(shù)據(jù)規(guī)律.問(wèn)題分析時(shí)立足實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合對(duì)應(yīng)知識(shí)進(jìn)行分析處理.