一、典型事例
实验器材:额定电流为2.5V的小灯泡(正常点亮时内阻约为6Ω)、滑动变阻器(“10Ω2A”)、两节新干电池、开关、电线等。
实验原理:
实验步骤:
(1)连接电路时,必须接通开关; 图A所示的物理图中的不当连接是。
(2) 合上开关后,若出现下表所述现象,请填表。 可能的原因:
(3) 排除故障后,当联通滑块P到达一定位置时,电流指示如图B所示,如果要检测小灯泡的额定功率,应将滑块P移动到(选择填入“左”或“右”)联通,使电流表读数为 ,电压表读数如图C所示,则小灯泡的额定功率为 。
2.答案分析与方法归纳
实验原理:中学数学实验题可分为探究式实验和检测式实验两类。 探究式实验的原理多是用一种现象来反映被探究的数学量与其他化学量之间的关系,在探究过程中常采用控制变量法。 例如,在探究电压通过导体所形成的热量的影响时,可以通过温度计读数的变化来论证所形成的热量。 类似的实验证明了思想的转变。 对于检测实验,实验原理大多是一种表达方式。 例如,测量物质密度的原理是ρ=m/v,测量速度v=s/t,测量浮力P=F/S,测量功率P=W/t,测量内阻R=U /I,所以对于测量小灯泡电功率的实验,原理是P=UI。
实验步骤: (1) 中学热科学实物图的连接过程有三点:首先,控制电路通断的开关必须处于断开状态。 二是滑动变阻器在电路中起到保护和调节作用的滑动片必须处于最大阻值才能保证电路的安全,所以也会从这个角度提出一些问题:闭合开关、电压表、电压表有指示,灯泡不亮是什么原因? 答案是接入电路的滑动变阻器阻值太大,小灯泡达不到发光功率。 三是关于仪器电阻的选择。 电流表的阻值是根据小灯泡的额定电流选择的,电压表的阻值是根据额定电流和内阻或额定电流和额定功率来估算正常时通过的电压来确定的照亮。 以本题为例,额定电流为2.5V的小灯泡物理测小灯泡电功率,正常点亮时内阻约为6Ω。 根据I=U/R,小灯泡正常点亮时的通过电压约为0.4A,所以应该选择0~0.6A的阻值,本题答案是阻值选择错误电压表。
(2)表题为电路故障分析。 在小学数学中,电路的故障是漏电和断路(开路)。 漏电分为电源漏电和家电漏电。 电源漏电是将电源的两端直接或间接用电线连接起来,中间没有经过任何家用电器。 这样比较危险,容易造成电源损坏; 连接家用电器的两端,电压总是走最短路线,不经过家用电器。 如果家用电器不工作,则视为漏电。
开路是指电路的某一部分断路,没有电压通过,家电不能正常工作。 例如,电路开关没有闭合,电线某处断了,家电的接头松动等。 其次,电流表测量小灯泡两端的电流,所以现象1,电流表无显示,但电压表有显示,灯也亮,说明电流表开路。 现象二:灯不亮,电压表无读数,但电流表有读数,说明电路中的小灯泡坏了。
(3)当联通滑块P到达一定位置时,电流指示为2.7V,小灯泡正常发光对应的电流为2.5V。 这时,小灯泡两端的电流要减小。 根据U=IR,减小U,若内阻R不变,则只能减小电压I,若减小电压,则只有在总电流不变的情况下,电阻才能减小,即滑动调整滑动变阻器片以减小阻值,滑动片应远离下端子。 向左调整。 调整过程中,耳朵一直盯着电流指示。 当电流指示恰好达到2.5V时,电压表的指示为0.4A。 根据检测原理,P=UI=2.5V×0.4A=1W。
三、考点总结
高中数学对这个实验的要求很高物理测小灯泡电功率,是每年高考的高频考点之一。 涉及的知识包括热的基础知识,也是对中学生综合学习能力的考验。 根据这几年的期中考题分析,考试的方面基本归纳为:一原则(P=UI),二注意(开关关,滑动变阻器的滑块为最大值),三选(电压表阻值选择,电压表阻值选择,滑动变阻器阻值选择),四处理(电路图或实物图补充,电路故障分析,滑动变阻器调整,额定功率估算)。
(作者单位:山东省济南市联里中学)