對2018年泰州物理中考最后一題的探討

馬東昇

(江蘇省泰州市沈毅中學 214500)

題目50.(6分)在“比較兩個燈泡的亮暗”的活動中. 如圖(a)所示(電源由四節干電池串聯，每節電壓恒為1.5V,L1燈額定電壓為3.8V,L2燈額定電壓為2.5V).

(1) 請用筆畫線代替導線, 將圖中的實物電路連接完整，使滑片在最右端時滑動變阻器連入電路的阻值最大.

(2)L1﹑L2兩燈應選擇電阻____(相同/不同) 的白熾燈泡, 連接電路后閉合開關, 調節滑動變阻器, 應比較兩燈泡亮暗和____.總結發現: 兩燈串聯時, 通過燈泡的電流相等, 電壓越高, 相同時間內____越多, 燈泡就越亮.

(3) 小明為測出L1燈的額定功率, 在原電路中串聯一只電流表如圖(b), 正確連接電路后閉合開關，讀出甲表示數為2.8V, 乙表示數為1.8V, 電流表示數為0.14A, 當滑片移到阻值最小處時, 甲表示數如圖(c)所示為____V, 小明對電路進行改進, 取走L2燈和乙表, 正確連接電路后, 發現還是無法測量L1燈的額定功率, 小明思考后，在不增加電路元件的情況下又對實驗進行改進，順利完成了實驗, 他的做法是____.

依題意可知:U甲1=2.8V,U乙1=1.8 V,U甲2=3.5 V,U乙2=2.5 V,I甲1=I乙1,I甲2=I乙2,

即ΔU甲=ΔU乙=0.7 V,ΔI甲=ΔI乙

∵ΔR=ΔU/ΔI, ∴ΔR甲=ΔR乙.

白熾燈燈絲前端材質是高電阻絲,是純電阻.末端是鎢絲,鎢絲電流太大很容易熔斷,所以白熾燈燈絲前端材質必須是高電阻、純電阻. 小燈泡不產生機械能、不產生感應電動勢就可視為純電阻. 而燈發光發熱,不是將電能轉換成光能,而是電能轉換成熱能,熱能再轉化為光能.我們不看它的最終結果是什么,只看它是不是直接從電能轉化為熱能,所以電燈泡是純電阻元件,適合歐姆定律. 即適用W電=Q熱=UIt下面來推論ΔR甲是否等于ΔR乙.

∵(I甲2-I甲1)= (I乙2-I乙1),U甲2=0.7+U甲1，U乙2=0.7+U乙1，

為推理方便,設t1=t2

Q甲1=U甲1I甲1t1，Q甲2=U甲2I甲2t2，Q乙1=U乙1I乙1t1，Q乙2=U乙2I乙2t2，則 △Q甲=Q甲2-Q甲1=U甲2I甲2t2-U甲1I甲1t1=(0.7+U甲1)I甲2t1-U甲1I甲1t1

=(I甲2-I甲1)U甲1t1+0.7I甲2t1，

同理可得ΔQ乙=Q乙2-Q乙1=(I乙2-I乙1)U乙1t1+0.7I乙2t1=(I甲2-I甲1)U乙1t1+0.7I甲2t1，

U甲1=2.8V,U乙1=1.8V,

∵U甲1≠U乙1，∴ΔQ甲≠ΔQ乙

∴ΔR甲≠ΔR乙

由此可以認為這是由于命題人在給出題目中電壓表數值時沒有注意其合理性而造成的.