摘 要：“測(cè)量小燈泡電功率”基本的方法是伏安法，然而各地中考往往不局限于教材原型實(shí)驗(yàn)，而是加以拓展和延伸，這對(duì)同學(xué)們來(lái)說(shuō)更是一個(gè)難點(diǎn).本文針對(duì)南京市中考“測(cè)量小燈泡電功率”試題進(jìn)行分析研究，總結(jié)出特殊法測(cè)量的規(guī)律，以便應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中，提高教學(xué)質(zhì)量.

關(guān)鍵詞：中考物理;小燈泡;特殊法;電功率

中圖分類號(hào)：G632????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????? 文章編號(hào)：1008-0333（2021）02-0055-02

收稿日期：2020-10-15

作者簡(jiǎn)介：范穎，女，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.

“測(cè)量小燈泡電功率”是初中物理電學(xué)部分一個(gè)非常重要的測(cè)量型實(shí)驗(yàn)，由于其設(shè)計(jì)的內(nèi)容多、要求高、綜合性強(qiáng)，而成為各地中考的熱點(diǎn).

一、已知額定電流I額，只有電壓表

1.試題再現(xiàn)

例1 （2018年南京）：兩只銘牌模糊的小燈泡L1、L2，僅能看清分別標(biāo)有“0.3A”和“0.5A”字樣.

（1）圖1甲是小明測(cè)量小燈泡L1額定功率時(shí)連接的實(shí)物圖;

圖1甲中有一根線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)谶@根線上打“×”，并在圖中改正;

閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于_____（選填“A”或“B”）端;

閉合開關(guān)，電流表示數(shù)為0.1A，移動(dòng)滑片P，通過(guò)觀察_____表的示數(shù)來(lái)判斷小燈泡是否正常發(fā)光，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖1乙所示，則小燈泡L1的額定功率為_____W.

（2）小華利用圖1丙所示的電路測(cè)出了小燈泡L2的額定功率，請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)補(bǔ)上小燈泡、電壓表和定值電阻R（阻值已知）這三個(gè)元件的符號(hào)，使電路完整，實(shí)驗(yàn)操作方便.

2.例題1分析

第（1）問(wèn)主要針對(duì)課本原型實(shí)驗(yàn)，考察了實(shí)物圖如何連接、滑動(dòng)變阻器連接時(shí)注意事項(xiàng)以及具體操作細(xì)節(jié).

學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)在于：如何判斷小燈泡是否正常發(fā)光？實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在以下幾種錯(cuò)誤理解：（1）直觀地認(rèn)為燈泡最亮?xí)r就是正常發(fā)光;（2）認(rèn)為燈泡正常發(fā)光不需要借助于測(cè)量器材，直接用眼睛觀察即可;（3）認(rèn)為需要借助測(cè)量?jī)x器才能判斷小燈泡是否正常發(fā)光，但是思維局限于小燈泡兩端電壓等于額定電壓時(shí)才可以.針對(duì)以上問(wèn)題，在實(shí)際教學(xué)中建議首先要區(qū)分“正常發(fā)光”和“最亮”;其次，燈泡是否正常發(fā)光眼睛觀察是不夠準(zhǔn)確的，必須借助于測(cè)量?jī)x表——電壓表或電流表，具體如何選擇還要結(jié)合已知條件，如本題已知I額，那當(dāng)然是借助于電流表示數(shù)是否等于I額來(lái)判斷.

第（2）問(wèn)在第（1）問(wèn)基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸：只有電壓表如何測(cè)量小燈泡L2的額定功率.該題不是實(shí)驗(yàn)步驟填空，而是填3個(gè)元件符號(hào)，這就要求學(xué)生理清整個(gè)特殊測(cè)量過(guò)程，難度較大.教學(xué)過(guò)程中，可以引導(dǎo)學(xué)生按照如下步驟分析：

①根據(jù)“電壓表并聯(lián)在電路中”先確定電壓表的位置;

②進(jìn)而結(jié)合已知條件（已知I額）推斷出電壓表應(yīng)并聯(lián)在定值電阻兩端，這時(shí)該部分電路作用等效于電流表，當(dāng)滿足U/R=I額時(shí)，燈泡正常發(fā)光;

③利用開關(guān)閉合與斷開關(guān)系，電壓表兩次示數(shù)差即為小燈泡兩端額定電壓，進(jìn)而根據(jù)P額=U額I額即可得到額定功率.

二、已知額定電壓U額，只有電壓表

1.試題再現(xiàn)

例2 （2015年南京）現(xiàn)有兩只小燈泡L1、L2，它們的額定電壓分別為2.5V和3.8V.

（1）如圖2甲是小明測(cè)定燈泡L1額定功率的實(shí)物電路圖（不完整）

①請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路圖連接完整;②正確連接電路后，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到端（選填“A”或“B”）.閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖2乙所示，則燈泡L1的額定功率為W.

（2）小華利用圖2丙所示的電路測(cè)出了燈泡L2的額定功率.圖2丙中R為阻值已知的定值電阻，還缺兩個(gè)開關(guān)和一只電表（電流表或電壓表），請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)補(bǔ)上這三個(gè)元件的符號(hào).使電路完整，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單.

2.例題2分析

第（1）問(wèn)同樣針對(duì)課本原型實(shí)驗(yàn)，考察了實(shí)物圖如何連接、滑動(dòng)變阻器連接時(shí)注意事項(xiàng)以及具體操作細(xì)節(jié).第（2）問(wèn)同樣延伸到了單表測(cè)電功率問(wèn)題，該題目比較靈活，教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生主要存在以下問(wèn)題：（1）是選擇電流表還是電壓表呢？無(wú)從下手，毫無(wú)思路.教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生不斷嘗試，看看哪個(gè)電表可以實(shí)現(xiàn)，假設(shè)選擇電流表，無(wú)非有三種連接方式.

這三種電路，可以直觀看出不但無(wú)法測(cè)出小燈泡的電功率而且會(huì)出現(xiàn)短路故障，因此該題要選擇電壓表.（2）電壓表選定后，是并聯(lián)到定值電阻兩端還是燈泡兩端呢？需要結(jié)合已知條件，本題已知額定電壓U額，因此燈泡是否正常發(fā)光要根據(jù)電壓表示數(shù)判斷，再結(jié)合開關(guān)閉合斷開情況，借助于定值電阻R，求出燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)通過(guò)的電流.

三、已知額定電壓U額，只有電流表（R0阻值已知）

分析 求額定功率，首先要使燈泡正常發(fā)光，針對(duì)本題，結(jié)合已知條件，應(yīng)該使燈泡兩端

電壓等于額定電壓U額，而題目中只有電流表，因此借助于燈泡與R0并聯(lián)，當(dāng)電流表示數(shù)與R0乘積等于額定電壓U額時(shí)，燈泡即正常發(fā)光;進(jìn)而利用開關(guān)閉合斷開情況，求出燈泡兩端電壓為U額時(shí)通過(guò)燈泡的電流.

具體實(shí)驗(yàn)步驟為：

1.閉合S、S2，斷開S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電流表示數(shù)為I0=U額R0;

2.閉合S、S1，斷開S2，保持滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)，讀出電流表示數(shù)I1;

3.則燈泡額定功率P額=I1-U額R0U額

四、已知額定電流I額，只有電流表（R0阻值已知）

分析 該題與圖1相比，只是將燈泡和定值電阻位置互換，求解步驟為：

1.閉合S、S2，斷開S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電流表示數(shù)為I額;

2.閉合S、S1，斷開S2，保持滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)，讀出電流表示數(shù)I1;

3.則燈泡額定功率P額=I1-I額R0I額

總之，課本原型實(shí)驗(yàn)是學(xué)生形成物理概念、掌握物理規(guī)律的基礎(chǔ)，對(duì)物理學(xué)習(xí)有著重要的指導(dǎo)意義.而中考實(shí)驗(yàn)試題的基本原理和方法一定來(lái)源于教材，但通常不是簡(jiǎn)單地照搬原型實(shí)驗(yàn)，而是加以拓展和創(chuàng)新.這就要求我們有立足教材，拓展實(shí)驗(yàn)的深度和廣度.

? 參考文獻(xiàn)：

[1]仝力.測(cè)量小燈泡額定功率的特殊方法[J]數(shù)理化學(xué)習(xí)（初中版），2014（05）：31-33.

[2]吳志明.中考“測(cè)量小電燈功率”實(shí)驗(yàn)的拓展與啟示[J]物理之友，2018，34（4）：1-3.

[責(zé)任編輯：李 璟]