許諾

(拱北中學(xué) 廣東 珠海 519021)

在初中物理教學(xué)過程中，計(jì)算家庭電路中用電器的最大總功率是一個(gè)?？嫉闹R(shí)點(diǎn).

【例1】(2008年中考威海卷)家用電能表上標(biāo)有“220 V,10(20) A”的字樣，則此電能表的標(biāo)定電流是______A；正常工作時(shí)用電器總功率不能超過______kW.

中考評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)上的參考答案為：10；2.2．

這個(gè)考點(diǎn)的答題標(biāo)準(zhǔn)引起了很多老師的爭(zhēng)議:有的教師認(rèn)為應(yīng)該用電能表的標(biāo)定電流來計(jì)算，例如，這道中考試題的標(biāo)準(zhǔn)答案就是這樣給定的；有的教師認(rèn)為應(yīng)該用電能表的最大額定電流來計(jì)算，因?yàn)殡娐分械淖畲罂偣β示蛻?yīng)該與最大額定電流相對(duì)應(yīng)．支持前種說法的教師卻反駁道,既然這樣，那電能表上標(biāo)出標(biāo)定電流就沒意義了，還要標(biāo)明這個(gè)電流值干什么？當(dāng)然，支持后種觀點(diǎn)的教師也可以用同樣話語(yǔ)來反駁，一時(shí)還不能達(dá)成共識(shí)．關(guān)于“標(biāo)定電流”和“額定最大電流”，各個(gè)版本的教科書都解釋得很模糊而且表述不同．人教版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書2006年10月第3版,2007年12月第2次印刷僅給出了“標(biāo)定電流”的概念，即“10(20) A”是說這個(gè)電能表的標(biāo)定電流為10 A，在短時(shí)間應(yīng)用時(shí)電流允許大些，但不能超過20 A，并沒有給出“額定最大電流”的概念.但從2008年10月第3次印刷的教科書開始就更改為“10(20) A”是說這個(gè)電能表的標(biāo)定電流為10 A，額定最大電流為20 A．但對(duì)這兩個(gè)概念的具體意義還是沒有進(jìn)行詳細(xì)的說明．

人教版2006年10月第3版,2007年12月第2次印刷的八年級(jí)物理下冊(cè)第54頁(yè)“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”第5題是該考點(diǎn)的典型習(xí)題即查出你家電能表的標(biāo)定電流值，推算一下，允許接在這個(gè)電能表上各種用電器額定功率總和是多少？說明了教科書編寫者當(dāng)時(shí)認(rèn)為應(yīng)該用電能表的標(biāo)定電流來計(jì)算電路的最大總功率．而在2010年6月第1次印刷的課本同樣位置，該道習(xí)題卻更改了表述：查出你家電能表的額定最大電流值，推算一下，允許接在這個(gè)電能表上各種用電器額定功率總和是多少？這說明課本編寫者后來認(rèn)為,應(yīng)該用電能表的額定最大電流來計(jì)算電路的最大總功率．

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15283-94和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC521-1988，電能表標(biāo)有兩個(gè)電流值，如10(20) A．這里所標(biāo)10 A為基本電流(basic current),符號(hào)Ib，是確定儀表有關(guān)特性的電流值，也稱為標(biāo)定電流值．它是由電能表的起動(dòng)電流(即能夠使轉(zhuǎn)盤連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的最小電流．)決定的．例如，對(duì)于2.0級(jí)電能表來說，起動(dòng)電流為0.5%Ib．20 A為額定最大電流,符號(hào)為Imax，為儀表能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的準(zhǔn)確度的最大電流值．通過電能表的電流可高達(dá)其基本電流的2～4倍，有的高達(dá)8倍，達(dá)不到兩倍的只標(biāo)基本電流．額定最大電流相對(duì)基本電流的倍數(shù)叫負(fù)載寬度．若電能表只標(biāo)有一個(gè)電流值，如5 A，這只是基本電流值，并非允許通過的最大電流．這種電能表一般超載到120%不會(huì)發(fā)生問題而且能滿足電能表的準(zhǔn)確測(cè)量．

也就是說,標(biāo)定電流的大小決定了電能表開始計(jì)量的最小功率．例如,一個(gè)安裝著標(biāo)有“10(20) A”的2.0級(jí)電能表的家庭電路中，當(dāng)電路中的總電流小于0.05 A(總功率小于11 W)時(shí)，電能表的表盤是不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的.而一個(gè)安裝著標(biāo)有“5(10) A”的同級(jí)電能表的家庭電路中，當(dāng)電路中的總電流小于0.025 A(總功率小于5.5 W)時(shí)，電能表也不計(jì)量電路中消耗的電能．所以,計(jì)算電路中允許接入的用電器的最大總功率與標(biāo)定電流的大小無(wú)關(guān).額定最大電流是滿足電能表準(zhǔn)確計(jì)量的最大電流，如果超過這個(gè)電流值，可能會(huì)造成電能表計(jì)量不準(zhǔn)確，所以，計(jì)算電路中允許接入的用電器的最大總功率應(yīng)該用額定最大電流來計(jì)算．像這樣的一些常見的說法如一個(gè)標(biāo)有“220 V,10(20)A”的電能表，可以用在最大功率是220 V×10 A=2 200 W的家庭電路上，如果同時(shí)使用的家用電器的總功率超過這個(gè)數(shù)值，電能表將會(huì)被燒壞，是不符合實(shí)際的．正確的說法應(yīng)該是一個(gè)標(biāo)有“220V,10(20) A”的電能表，可以用在最大功率是220 V×20 A=4 400 W的家庭電路上，如果同時(shí)使用的家用電器的總功率超過這個(gè)數(shù)值，電能表雖然不會(huì)被燒壞，但計(jì)量消耗電能的大小會(huì)不準(zhǔn)確.

在2011年的中考中，有的省市的物理試卷為了避免爭(zhēng)議，就不區(qū)分電能表的標(biāo)定電流和最大額定電流，干脆就只給出一個(gè)電流值．

圖1

【例2】(2011年中考重慶卷)小明家中的電能表如圖1所示，從表盤信息可知，小明家接入的用電器總功率不能超過______W．當(dāng)家里只有微波爐工作時(shí)，電能表在1 min內(nèi)轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn)，則微波爐消耗的電能為______J.

中考評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的參考答案為：2 200,1 000．

該電能表上所標(biāo)的10 A應(yīng)該是它的標(biāo)定電流，不能用來計(jì)算電路的允許同時(shí)使用的最大總功率，該題就屬于條件信息不全，無(wú)法解答．所以，這種試圖簡(jiǎn)化問題，避免爭(zhēng)議的做法不符合實(shí)際，是不可取的．

也有的省市的物理試卷已經(jīng)將該考點(diǎn)試題的答案標(biāo)準(zhǔn)更改成用額定最大電流來計(jì)算電路中允許的最大總功率．

【例3】(2011年中考泰州卷)小華發(fā)現(xiàn)家里電能表示數(shù)在3 h內(nèi)由

則他家在這段時(shí)間用電______kW·h，用電器消耗的實(shí)際功率是______W.若在電能表上標(biāo)有“220 V，2.5(10) A”字樣，則電路中______(選填“能”或“不能”)再接入一個(gè)額定功率為800W的電飯煲.

中考評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的參考答案為：1.2，400，能．

【例4】(2011年中考大連卷)某家用電能表上標(biāo)有“220 V，10(20) A”字樣．當(dāng)家中部分用電器工作時(shí)，15 min內(nèi)耗電0.2 kW·h，則這些工作的用電器總功率是______W；該家庭最多還可以再增加______W的用電器同時(shí)工作.

中考評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的參考答案為：800,3 600．

在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)現(xiàn)代社會(huì)家庭的用電器會(huì)有很多，但通常不會(huì)全部同時(shí)使用，尤其是大功率的用電器一般情況下可能只有兩三件在同時(shí)使用，所以，實(shí)際接入電路中的所有用電器的總功率可能比用電能表的額定最大電流計(jì)算出的總功率要大得多，這種情況十分正常，也十分普遍．這樣的話，很多試題在這個(gè)問題上的表述,例如,電路中允許接入的用電器的最大總功率是多少,就顯得不合實(shí)際，恰當(dāng)一點(diǎn)的說法應(yīng)表述為該電路同時(shí)使用的用電器的總功率不應(yīng)該超過多少．