陳銀潭 沈森林
在測量小燈泡的功率分組實驗中,有一些小組在實驗過程中當電路開關閉合后發(fā)現小燈泡不亮。針對這個問題,我?guī)ьI學生展開了討論。不少同學認為:燈泡發(fā)亮是由于燈泡所在的電路是通路,有電流通過燈泡;而燈泡不亮則是因為燈泡所在的電路是斷路或短路,沒有電流通過燈泡。那么燈泡不亮是不是就一定是沒有電流通過?針對學生的模糊認識,我做了兩個實驗:
實驗一:將一個“6V3w”的小燈泡接在一節(jié)干電池作電源的電路中,如圖一,閉合開關時發(fā)現電流表的指針略有偏轉,但燈泡卻不發(fā)光。
那么,導致燈泡不亮的原因究竟是什么?話語一落,一下子激發(fā)了大家的探究欲望。紛紛猜想:
1由于電路中有短路或斷路,造成電路中無電流,電燈不亮;
2由于電路中電流太小或燈絲溫度低,造成電路中有電流時,電燈不亮。
緊接著,我們進行了實驗探究,通過實驗現象的分析找出個案的根本原因以及判斷的方法??偨Y如下:
一、電路中有斷路:1燈絲斷路;2電壓表串聯在電路中;3電流表斷路;4連線斷路或接觸不良。
1燈絲斷路的現象是:電壓表有示數,電流表無示數。
檢驗方法:調換兩個電表的位置,兩個電表的示數不變?;蛴脤Ь€和電源直接連接檢測。
2電壓表串聯在電路中的現象是:電壓表有示數,電流表無示數。
檢驗方法:調換兩個電表的位置,兩表均有示數且示數改變(可與燈絲斷路現象進行比較)。
3電流表斷路的現象是:電流表、電壓表均無示數。
檢驗方法:拆除電流表后重新將兩接線連接或用導線將電流表局部短接后觀察燈泡是否發(fā)光。
4連線斷路或接觸不良現象是:電流表、電壓表均無示數。
檢驗方法:用導線逐個將相鄰的接線柱局部短接后,觀察燈泡是否發(fā)光。
二、電路中有短路:1燈座短路;2電壓表短路。
燈座短路、電壓表短路的現象:電流表有示數且數大,電壓表無示數。
檢驗方法:用拆除法可判斷:若拆除小燈泡,電壓表有示數。原因是燈泡短路;若拆除電壓表,小燈泡發(fā)光,原因是電壓表短路。
三、電路中通過燈絲的電流太小,電燈的實際功率太小。
造成電流太小的兩個原因:1電源電壓太??;2電路總電阻太大(實驗中滑動變阻器用了兩下接法)。
1電源電壓太小的現象:將滑動變阻器調到阻值最小處,電壓表和電流表示數都非常少。
檢驗方法:可增加電池節(jié)數。
2電路中電阻太大的現象:無論怎樣調節(jié)滑動變阻器電流表和電壓表,示數都非常小且示數無變化。
檢驗方法:將滑動變阻器改用“一上一下”接法后,并調節(jié)可使燈泡發(fā)光。
四、燈泡破損,燈絲溫度低,無法發(fā)光。
實驗現象:用破損燈泡代替正常發(fā)光的燈泡后,電流表和電壓表示數都變小。電燈不亮因為燈泡外殼破碎。由于散熱使燈絲的溫度降低,電阻變小,達不到白熾狀態(tài)而無法發(fā)光。
綜上所述,造成燈泡不亮的原因主要有三個方面:一是電路的連接問題(電流表、電壓表的接法是否正確,滑動變阻器的接法是否正確,電路的連接是否良好);二是器件的好壞程度;三是器件的規(guī)格要求是否合理等。