关于测量小灯泡的电功率的相关探究

卢巧娟

【摘  要】  测量小灯泡的电功率探究中，需要关注其实验流程、故障分析思路以及数据及规律.本文将对上述三大内容进行探究解读，并结合实例具体分析，以期对师生的教学备考有所帮助.

【关键词】  初中物理；电功率；实验教学

测量小灯泡的电功率实验是初中物理探究的重点，对于该内容需要关注其实验流程，掌握常见故障的分析思路，以及实验数据的一般规律，下面结合实例进行具体探究.

1  实验流程探究

伏安法测量小灯泡的电功率的实验过程可分为五步，包括设计实验电路图、连接元器件、检查电路实施实验、记录数据、求解计算.分析实验过程需要注意各流程间的联系.

例1  利用如图1所示电路来测量小灯泡的额定功率，其额定电压为2.5V，下列选项错误的是（    ）

（A）电压为2.5V时，测出电流值，就可算出小灯泡的额定功率.

（B）闭合开关前，滑片P应滑到A端.

（C）测试时，电压表与小灯泡的额定电压一致时，停止移动滑片.

（D）由实验现象可知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡就越亮.

解析  本题目主要探究伏安法测量小灯泡的电功率流程，需要结合实验流程内容来分析判断.

（A）选项，小灯泡的额定电压是2.5V时，此时电路的电流就是额定电流，利用P=UI即可算出小灯泡的额定功率，正确；

（B）选项，闭合开关前滑动变阻器应处于最大阻值处，即滑片滑到B端，错误；

（C）选项，根据测量流程可知，当电压表等于小灯泡的额定电压时停止移动滑动变阻器滑片，正确；

（D）选项，分析实验现象，移动滑片，观察电压表和电流表两者的示数，可知小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，正确.

综上可知，答案为（B）.

评析  上述是关于伏安法测小灯泡电功率的实验流程分析，探究解析需要理解每一步的内涵，掌握背后的知识原理.如闭合开关时，需要将滑动变阻器的滑片移到连入电阻最大的一侧，这样做是为了保护电路；移动滑动变阻器使得电压表示数等于小灯泡的额定电压，是为了确保在额定电压下工作.

2  故障分析探究

测量小灯泡的电功率实验中有时会出现一些故障，常见的有小灯泡不亮、电流表或电压表无示数.探究学习中需要掌握一些常见故障的分析思路及方法，一般思路为：第一步，观察现象，如电表的示数变化；第二步，分析电路连接情况；第三步，分析电路故障的情形，可采用假设法.

例2  实验小组在做测量小灯泡电功率的实验时，某学生正确连接了电路，闭合开关，灯泡能够发光.但采用任何方式调节滑动变阻器，电压表的示数均达不到灯泡的额定电压，则下列选项说法正确的是（    ）

（A）滑动变阻器总电阻过大.          （B）电压表量程选取错误.

（C）电源电压太小.                           （D）灯泡的灯丝断裂.

解析  本题目为伏安法测小灯泡电功率实验的故障分析问题，题干表明电路连接正确，则与连接无关，可能为元器件的规格选择错误.

（A）选项，变阻器可调节电阻，排除；

（B）选项，关于电压表量程问题，实际上其量程不会影响灯泡的电压，排除；

（C）选项，若为电源的电压太小，即使变阻器的阻值为最小值，灯泡的额定电压也可能达不到，与题意相符；

（D）选项，如果灯泡灯丝断裂，则不发光，排除.

综上可知，答案为（C）.

评析  上述分析电路中的故障，解析时把握核心条件排除电路连接问题，后续从元器件的规格入手进行分析.对于电路中的故障问题，需要关注电路中的几个方面：一是电路连线；二是电表的示数及指针变化；三是器件的规格.然后在此基础上综合分析电路，确定是开路、断路或是短路，确定结论.

3  数据分析及规律探究

伏安法测小灯泡的电功率，最为关键的一环为“数据处理”，即根据实验中电表的示数汇总数据，电流值与电压值具有一一对应的关系.数据处理中需要关注两点：一是去除其中的错误数据；二是总结数据规律，伏安法测小灯泡的电功率实验中，电流与电压不成正比.

例3  校实验小组做了某个电学实验，下表是同一电路正确接线时，收集到的多组数据，包括电压表和电流表的对应值，则可能是做什么实验时收集的（    ）

①探究通过导体的电流和电压的关系.              ②测量小灯泡的电功率.

③测量小灯泡的阻值.                                ④测量定值电阻的阻值.

（A）①④. （B）③④. （C）①③. （D）②③.

解析  本題目考查了学生对实验数据的分析处理能力，题目给定多组实验数据，分析可能是做哪些实验收集的，需要学生掌握实验数据的特征.分析表格数据，导体中的电流与电压不是正比关系.具体分析如下.

①通过导体的电流和电压的关系探究实验中，电阻一定时，电流与其两端的电压成正比，不符合；

②该实验中，灯丝的电阻可能受温度影响，故灯泡的电功率变化，则电流与其两端的电压不是正比关系，符合；

③该实验中，灯丝的电阻也可能受温度影响，则电流与其两端的电压不是正比关系，符合；

④定值电阻的阻值测量实验，每次实验数据电压与电流的比值应该相差不大.分析实验数据，由第1次数据可得；由第2次数据可得，显然差距较大，不符合.

综上可知，答案为（D）.

评析  探究分析伏安法测小灯泡电功率的数据规律时，要透过表象理解其深层内涵，即电流与电压不成正比的原因为灯丝的电阻随温度升高而变大，也是区别于其他实验的关键点.同时探究学习时要注意总结归纳初中物理常见实验的数据规律.

4   结语

总之，针对伏安法测量小灯泡电功率的实验，需要掌握实验的分步流程，梳理实验关键点；归纳常见的实验故障，掌握相应的分析思路；对实验数据有一定的认识，总结数据规律.问题分析时立足实验原理，结合对应知识进行分析处理.