從“授人以魚”到“授人以漁”

劉國(guó)珍

摘? ?要：近幾年南京市中考試題中單表測(cè)小燈泡的額定功率成為實(shí)驗(yàn)題的壓軸題?，F(xiàn)在的中考題難度很大，更注重的是思維的含金量，所以在教學(xué)中應(yīng)該注重從基本題總結(jié)規(guī)律，從而找到解決問題的“金鑰匙”。從“授人以魚”到“授人以漁”，以不變應(yīng)萬變，以不變的規(guī)律來應(yīng)萬變的題目，從會(huì)做一道題到會(huì)做一類題，從而讓學(xué)生從題海中解脫出來，才能在中考中立于不敗之地。

關(guān)鍵詞：額定功率;條件匹配;單表法

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2019）10-0037-3

電學(xué)在初中物理中所占比重很大，而測(cè)小燈泡功率又是電學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。近幾年南京市中考試題中單表測(cè)小燈泡的額定功率更是成為實(shí)驗(yàn)題壓軸題的“新寵”，考題對(duì)學(xué)生來說難度很大。

所謂單表法，是指只利用電流表或電壓表和定值電阻來測(cè)小燈泡的額定功率。即，測(cè)出小燈泡正常工作時(shí)的功率。可是要怎樣才能保證燈泡正常工作，取決于題目中提供的是電壓表還是電流表，已知的是額定電壓還是額定電流。

在教學(xué)中可先從基本圖入手，分析、總結(jié)規(guī)律，再鏈接中考題，學(xué)生不難分析得出中考題只是基本題的變形題，從而輕松解決。

下面就各種情況一一說明。若提供電壓表也已知額定電壓，或提供電流表也已知額定電流，稱之為條件匹配;若提供電壓表卻已知額定電流，或提供電流表卻已知額定電壓，就稱之為條件不匹配。

1? ? 條件匹配

1.1? ? 提供電壓表和已知電阻R

在講解過程中可分三步走：1.分析設(shè)計(jì)出電路圖;2.確定測(cè)量順序;3.推導(dǎo)小燈泡額定功率的表達(dá)式。

若只提供電壓表，不提供電流表，小燈泡的電流就無法直接測(cè)出，只能用等量替代的方法間接測(cè)出，測(cè)出R的電流來替代小燈泡的電流。要能等量替代電流，就必須讓小燈泡與R串聯(lián)。若此時(shí)直接與電源相連，不能保證小燈泡恰好就能正常發(fā)光，所以需要再串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，從而分析得出圖1的電路圖。

如何測(cè)出小燈泡的額定功率，還要保證小燈泡能正常工作，就要確定電壓表測(cè)量的先后順序?？衫^續(xù)分析：電壓表第一次必須與小燈泡并聯(lián)，左右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片直至電壓表的示數(shù)為U，此時(shí)再將電壓表與R0并聯(lián)，測(cè)出電壓為U0。強(qiáng)調(diào)在電壓表更換位置時(shí)不能改變滑片的位置。

通過上面的分析，不難得出表達(dá)式為：

P=U·U/R

1.2? ? 提供電流表和已知電阻R、I

參照上面的分析方法不難得出：由于只提供電流表，不提供電壓表，所以小燈泡兩端的電壓無法直接測(cè)出，只能用等量替代的方法間接測(cè)出。即測(cè)出R0兩端的電壓來替代小燈泡兩端的電壓。要能等量替代電壓，就必須讓小燈泡與R并聯(lián)，若此時(shí)直接與電源相連，不能保證小燈泡恰好就能正常發(fā)光，所以需要在干路上再串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，從而分析得出圖2的電路圖。

同樣可繼續(xù)分析得出：電流表第一次必須與小燈泡串聯(lián)，左右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片直至電流表的示數(shù)為I，此時(shí)再將電流表與R串聯(lián)測(cè)出電流為I。強(qiáng)調(diào)在電流表更換位置時(shí)不能改變滑片的位置。同樣不難推出表達(dá)式為P=I RI。

2? ? 條件不匹配

2.1? ? 提供電壓表和已知電阻R0、I

與上面條件匹配相同的是：由于提供的是電壓表，就必須讓小燈泡與R串聯(lián)，且也需要再串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，電路圖仍是圖1。

與上面不同的是：電壓表先后測(cè)量順序必須更換。應(yīng)先將電壓表與R并聯(lián)，左右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片直至電壓表的示數(shù)為I· R。然后，再將電壓表與小燈泡并聯(lián)測(cè)出電壓為UL額。注意在電壓表更換位置時(shí)不能改變滑片的位置。不難分析得出小燈泡的額定功率為P=U·I。

2.2? ? 提供電流表和已知電阻R0、U

仿照上面的分析可得出電路圖就是圖2，只需將測(cè)量順序更換一下。先將電流表與R0串聯(lián)，左右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片直至電流表的示數(shù)為U/ R0。然后，再將電流表與小燈泡串聯(lián)測(cè)出電流為I。同樣在電壓表更換位置時(shí)不能改變滑片的位置。小燈泡的額定功率為P=U·I。

通過上面四種情況的分析，可以總結(jié)出這樣的規(guī)律：

1.由提供的電壓表或電流表來確定小燈泡和R是串聯(lián)還是并聯(lián)。若是電壓表，就讓小燈泡與R串聯(lián);若是電流表，就讓小燈泡與R并聯(lián)。

2.由已知U還是I確定是否與電壓表、電流表匹配。若匹配，就先測(cè)燈泡;若不匹配，就先測(cè)R。

3.該實(shí)驗(yàn)中還必須有滑動(dòng)變阻器，且在更換電表位置時(shí)不能改變滑片的位置，電路的連接情況不能發(fā)生改變。

有了上面的透徹分析，學(xué)生就能輕松應(yīng)對(duì)下面的兩道南京中考題。

（2015 ·南京） 26.現(xiàn)有兩只小燈泡L1、L2，它們的額定電壓分別為2.5 V和3.8 V。（題目中其他小題略）

（2）小華利用圖3所示的電路測(cè)出了小燈泡L2的額定功率。圖中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。

（2018 ·南京） 28.兩只銘牌模糊的小燈泡L1、L2，僅能看到分別標(biāo)有“0.3 A”和“0.5 A”字樣。（題目中其他小題略）

（2）小華利用圖4所示的電路測(cè)出了L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)元件符號(hào)，使電路完整，實(shí)驗(yàn)操作方便。

在2015年的中考題中，由于小燈泡與電阻R已經(jīng)串聯(lián)，所以應(yīng)選用電壓表。且已知額定電壓，條件匹配，所以必須電壓表第一次與小燈泡并聯(lián)，電路圖中小燈泡上方的空格應(yīng)填電壓表，其余兩空應(yīng)填開關(guān)。

而在2018年的中考題中由于提供的是電壓表，所以仍需小燈泡L與電阻R串聯(lián)。且已知的是額定電流，屬條件不匹配，必須讓電壓表第一次與電阻R并聯(lián);調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，直至電壓表的示數(shù)為0.3 A ×R，從而確定上面一行從左到右依次填電阻R和小燈泡L，下面一行填電壓表。

兩題考的都是電壓表，但一題已知的是額定電壓，屬條件匹配型;而另一題卻已知的是額定電流，屬條件不匹配型。所以，電壓表第一次是先測(cè)量小燈泡L還是電阻R的兩端電壓順序不同。當(dāng)然，兩圖中電壓表第二次均是通過改變開關(guān)的斷開和閉合的情況來測(cè)小燈泡L和電阻R串聯(lián)后的總電壓。

下面我們?cè)賮矸治鲆坏?016年的南京中考題：

（2016 ·南京） 26.在“測(cè)量小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為2.5 V。（題目中其他小題略）

（5）小華打算增加一個(gè)阻值為10 Ω的電阻R0，只利用一只電表，通過簡(jiǎn)單操作（開關(guān)S接“a”“b”各一次）來測(cè)量小燈泡的額定功率。

圖5丙、丁是設(shè)計(jì)好的兩種不同方案的電路圖。則以下判斷正確的是 _______（填字母）。

在圖5丙中開關(guān)S可以先打到a，讓電流表的示數(shù)為0.25 A，但開關(guān)S從a到b的過程中，電路發(fā)生了改變，無法保證測(cè)得的小燈泡兩端的電壓就是2.5 V，所以丙圖不能測(cè)出小燈泡的額定功率。

在圖5丁中開關(guān)S打到a時(shí)電壓表與R0并聯(lián)，屬于條件不匹配，應(yīng)已知的是額定電流才能測(cè)出，可題中已知的卻是額定電壓，所以也無法測(cè)出小燈泡的額定功率。

現(xiàn)在的中考題難度很大，更注重的是思維的含金量，所以在教學(xué)中應(yīng)該注重從基本題總結(jié)規(guī)律，從而找到解決問題的“金鑰匙”。從“授人以魚”到“授人以漁”，以不變應(yīng)萬變，以不變的規(guī)律來應(yīng)萬變的題目，從會(huì)做一道題到會(huì)做一類題，從而讓學(xué)生從題海中解脫出來，才能在中考中立于不敗之地。

（欄目編輯? ? 陳? 潔）