關于測量小燈泡的電功率的相關探究

盧巧娟

【摘? 要】? 測量小燈泡的電功率探究中，需要關注其實驗流程、故障分析思路以及數據及規律.本文將對上述三大內容進行探究解讀，并結合實例具體分析，以期對師生的教學備考有所幫助.

【關鍵詞】? 初中物理；電功率；實驗教學

測量小燈泡的電功率實驗是初中物理探究的重點，對于該內容需要關注其實驗流程，掌握常見故障的分析思路，以及實驗數據的一般規律，下面結合實例進行具體探究.

1? 實驗流程探究

伏安法測量小燈泡的電功率的實驗過程可分為五步，包括設計實驗電路圖、連接元器件、檢查電路實施實驗、記錄數據、求解計算.分析實驗過程需要注意各流程間的聯系.

例1? 利用如圖1所示電路來測量小燈泡的額定功率，其額定電壓為2.5V，下列選項錯誤的是（? ? ）

（A）電壓為2.5V時，測出電流值，就可算出小燈泡的額定功率.

（B）閉合開關前，滑片P應滑到A端.

（C）測試時，電壓表與小燈泡的額定電壓一致時，停止移動滑片.

（D）由實驗現象可知，小燈泡的實際功率越大，小燈泡就越亮.

解析? 本題目主要探究伏安法測量小燈泡的電功率流程，需要結合實驗流程內容來分析判斷.

（A）選項，小燈泡的額定電壓是2.5V時，此時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，閉合開關前滑動變阻器應處于最大阻值處，即滑片滑到B端，錯誤；

（C）選項，根據測量流程可知，當電壓表等于小燈泡的額定電壓時停止移動滑動變阻器滑片，正確；

（D）選項，分析實驗現象，移動滑片，觀察電壓表和電流表兩者的示數，可知小燈泡的實際功率越大，小燈泡越亮，正確.

綜上可知，答案為（B）.

評析? 上述是關于伏安法測小燈泡電功率的實驗流程分析，探究解析需要理解每一步的內涵，掌握背后的知識原理.如閉合開關時，需要將滑動變阻器的滑片移到連入電阻最大的一側，這樣做是為了保護電路；移動滑動變阻器使得電壓表示數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

測量小燈泡的電功率實驗中有時會出現一些故障，常見的有小燈泡不亮、電流表或電壓表無示數.探究學習中需要掌握一些常見故障的分析思路及方法，一般思路為：第一步，觀察現象，如電表的示數變化；第二步，分析電路連接情況；第三步，分析電路故障的情形，可采用假設法.

例2? 實驗小組在做測量小燈泡電功率的實驗時，某學生正確連接了電路，閉合開關，燈泡能夠發光.但采用任何方式調節滑動變阻器，電壓表的示數均達不到燈泡的額定電壓，則下列選項說法正確的是（? ? ）

（A）滑動變阻器總電阻過大.? ? ? ? ? （B）電壓表量程選取錯誤.

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

解析? 本題目為伏安法測小燈泡電功率實驗的故障分析問題，題干表明電路連接正確，則與連接無關，可能為元器件的規格選擇錯誤.

（A）選項，變阻器可調節電阻，排除；

（B）選項，關于電壓表量程問題，實際上其量程不會影響燈泡的電壓，排除；

（C）選項，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不到，與題意相符；

（D）選項，如果燈泡燈絲斷裂，則不發光，排除.

綜上可知，答案為（C）.

評析? 上述分析電路中的故障，解析時把握核心條件排除電路連接問題，后續從元器件的規格入手進行分析.對于電路中的故障問題，需要關注電路中的幾個方面：一是電路連線；二是電表的示數及指針變化；三是器件的規格.然后在此基礎上綜合分析電路，確定是開路、斷路或是短路，確定結論.

3? 數據分析及規律探究

伏安法測小燈泡的電功率，最為關鍵的一環為“數據處理”，即根據實驗中電表的示數匯總數據，電流值與電壓值具有一一對應的關系.數據處理中需要關注兩點：一是去除其中的錯誤數據；二是總結數據規律，伏安法測小燈泡的電功率實驗中，電流與電壓不成正比.

例3? 校實驗小組做了某個電學實驗，下表是同一電路正確接線時，收集到的多組數據，包括電壓表和電流表的對應值，則可能是做什么實驗時收集的（? ? ）

①探究通過導體的電流和電壓的關系.? ? ? ? ? ? ? ②測量小燈泡的電功率.

③測量小燈泡的阻值.? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ④測量定值電阻的阻值.

（A）①④. （B）③④. （C）①③. （D）②③.

解析? 本題目考查了學生對實驗數據的分析處理能力，題目給定多組實驗數據，分析可能是做哪些實驗收集的，需要學生掌握實驗數據的特征.分析表格數據，導體中的電流與電壓不是正比關系.具體分析如下.

①通過導體的電流和電壓的關系探究實驗中，電阻一定時，電流與其兩端的電壓成正比，不符合；

②該實驗中，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系，符合；

③該實驗中，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系，符合；

④定值電阻的阻值測量實驗，每次實驗數據電壓與電流的比值應該相差不大.分析實驗數據，由第1次數據可得；由第2次數據可得，顯然差距較大，不符合.

綜上可知，答案為（D）.

評析? 探究分析伏安法測小燈泡電功率的數據規律時，要透過表象理解其深層內涵，即電流與電壓不成正比的原因為燈絲的電阻隨溫度升高而變大，也是區別于其他實驗的關鍵點.同時探究學習時要注意總結歸納初中物理常見實驗的數據規律.

4? ?結語

總之，針對伏安法測量小燈泡電功率的實驗，需要掌握實驗的分步流程，梳理實驗關鍵點；歸納常見的實驗故障，掌握相應的分析思路；對實驗數據有一定的認識，總結數據規律.問題分析時立足實驗原理，結合對應知識進行分析處理.