陳朝松
【內(nèi)容摘要】電學,初中物理的重點和難點。本文以燈為線,從“結(jié)構(gòu)分析”、“工作原理”、“燈的連接”、“燈的標志”、“生活現(xiàn)象”、“計算”六個方面將初中電學的相關知識串接起來,提高復習的趣味性和有效性。
【關鍵詞】燈 復習 電學
電學,在初中物理中占據(jù)半壁江山。其知識內(nèi)容包括電流、電壓、電阻、歐姆定律、焦耳定律、電功、電功率、家庭用電及簡單的電磁現(xiàn)象。題型有選擇、填空、實驗和計算。但在復習時,如果單一的做習題學生們會枯燥無味,進而沒有熱情。為了讓學生一方面避免復習的枯燥,另一方面讓知識有一定的網(wǎng)狀性,我在每年的九年級復習時,都以學生非常熟悉的“燈”為核心,通過對燈的結(jié)構(gòu)分析、原理講解、連接、標志的認識,以及日常生活事例,展開相應的知識串聯(lián),效果不錯,在此,與同仁共享。
一、結(jié)構(gòu)分析
老師拿出白熾燈,讓學生從燈頭開始,逐一認識各個部分,并判斷哪些部分是導體,哪些部分是絕緣體。分析為什么用鎢絲做燈絲及用玻璃做燈罩。
二、工作原理
燈的種類很多,發(fā)光原理不全相同。但我們常見的白熾燈工作原理都是利用電流的熱效應將電能轉(zhuǎn)化成熱能和光能。
三、燈的連接
電燈本來沒有正負極(火線與零線)之分,但由于家庭用白熾燈的燈頭有兩種類型,分別是螺絲口和卡口,雖然它們都分別是一端接開關,另一端接零線。但為了安全,螺絲口式白熾燈只能是尾部中心的金屬塊接火線(與開關連接)。
四、燈的標志
每個燈上都標有類似“220V 40W”字樣,“220V”,是指燈的額定電壓(只有在220V才能正常發(fā)光);而“40W”是指燈的額定功率(在220V時,燈的功率為40W)。
五、生活現(xiàn)象
白熾燈在生活中的運用非常多,你能明白其中的道理嗎?
1.為什么燈容易在開燈時損壞?
常溫時,燈絲電阻最小,在電壓一定的情況下,實際功率最大,所以最容易損壞。
2.用久了的燈泡為什么內(nèi)壁變黑?
鎢絲在高溫下先升華,后凝華。
3.為什么燈絲斷后再搭上,燈會更亮?
燈的亮與暗取決于燈的實際功率,當燈絲斷后再搭上,使得長度變短電阻變小,在電壓相同的情況下,電流變大,從而使燈的實際功率變大,所以變得更亮。
4.為什么開關電燈瞬間,收音機里會發(fā)出咔嚓聲?
在開關電燈的瞬間,會形成迅速變化的電流,從而產(chǎn)生電磁波,被收音機接收,于是有咔嚓聲。
5.為什么用電高峰時,燈會變暗?
在用電高峰的時候,各用戶使用的用電器的總電功率變大,使通過輸送電線的電流就相應變大。由于導線本身是有電阻值的,通過導線的電流越大,導線兩端分擔的電壓越大,用戶用電器分擔的電壓減小。實際電壓減小,實際電功率減小,于是燈泡變暗。
6.能通過比較燈絲,分辨家庭用白熾燈額定功率的大小嗎?理由是什么?
能;白熾燈的燈絲長度基本相同,燈絲較粗的電阻小,由于額定電壓都是220V,那么燈絲較粗的電流大,所以額定功率就大。
7.將兩盞額定電壓都是220V,額定功率分別是40W和100W的白熾燈串聯(lián)在電路中,哪盞亮些?為什么?
“220V,40W”更亮些;由于兩燈額定電壓相同,那么通過“40W”燈的燈絲的額定電流較小,導出燈絲電阻較大。當兩燈串聯(lián)后,根據(jù)串聯(lián)電路中電壓分配規(guī)律,電阻較大的電壓高,又根據(jù)串聯(lián)電路電流特點,結(jié)合公式P=UI,便能計算出“40W”燈的實際功率大,所以更亮些。
六、計算
如圖所示,燈L1上標有“6V 3W”字樣,求:
1.燈L1的額定電流是多少?
2.燈L1正常發(fā)光時的電阻是多少?
3.正常發(fā)光10分鐘,消耗多少電能?
4.若與一個阻值為8Ω的電阻串聯(lián),要讓燈正常發(fā)光,電源電壓是多少?該電阻5分鐘產(chǎn)生的熱量是多少?
5.若兩盞同樣規(guī)格的燈串聯(lián)在電源電壓為6V的電路中,每燈的實際功率是多少?電路30分鐘消耗多少度電?
該計算,通過5個小題的練習,靈活運用了電學部分最重要的電功率、歐姆定律及焦耳定律知識,全面地復習計算公式,加強對電路連接方式的理解。
七、實驗
根據(jù)提供的實驗器材,完成以下相應的實驗。器材:
電源、電流表、電壓表、小燈泡(標有3V字樣)、滑動變阻器、電阻箱、定值電阻、開關、導線。
1.利用以上器材,測量小燈泡的實際電阻值。
A.原理是什么?
B.畫出電路圖;
C.需要調(diào)整小燈泡兩端電壓,多測幾次取平均值嗎?為什么?
D.滑動變阻器在該實驗中的作用是什么?
2.利用以上器材,測量小燈泡的實際功率和額定功率。
A.原理是什么?
B.畫出電路圖(只用電流表、只用電壓表、兩表都用);
C.在該實驗中,滑動變阻器的作用是什么?
D.設計表格記錄實驗數(shù)據(jù)。
以上兩個實驗,在具體的教學中,老師可根據(jù)學生實際,讓學生練習電路的連接,圖表的設計和填寫,以及一些特殊情況的分析和相應的計算。
【參考文獻】
[1]《中學物理》.
[2]《物理教學探討》.
(作者單位:重慶市江津區(qū)四面山學校)