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关于晶体熔化实验的几点建议.doc 关于晶体熔化实验的几点建议 山西省大同市第二中学初中部 安晋芳 人教版八年级物理上册第四章第二节《熔化和凝固》中有一个科学探究活动:探究固体熔化时温度的变化规律。由于萘对人体有危害，所以我们以海波做为晶体的代表做晶体熔化的实验，研究晶体熔化时温度的变化规律。但是在实际操作时，要不需要的时间较长，要不观察到海波没有固定的熔点，在熔化过程中温度一直升高。而本节课中，海波熔化实验既是教学中的重点，又是难点。因此确保实验的成功将成为探究教学的关键所在。为了提高实验的成功率，我为大家提出几点建议，略尽微薄之力。 1(选择纯净新鲜的海波 由于海波有较强的还原性，可以与空气中的氧气反应，因此， 海波应密闭保存，存放于阴凉处，不能高温和光照，避免因存放时间过长而引起变质。尤其在炎热的夏季更应注意。若晶体不纯，则不宜再用。更不应重复使用海波。 2(选择两支量程为0,100?的温度计 一支温度计插入试管测量海波的温度，另一支温度计插入烧杯，监测水温变化。 3(选择合适的温水 海波在33?以上的干燥空气中易风化失去结晶水，熔点降低。实验中用水浴法加热时，可先调节烧杯中的水温在40?左右，再把盛有海波晶体的试管放入烧杯中加热，这样可缩短实验时间，避免因加热时间过长而使海波失去结晶水，从而解决了温度未达到48?海波就开始熔化的问题。 4(给海波加热要缓慢均匀 实验中如果加热太快，试管中各部分晶体受热不均匀，与外壁接触部分先熔化变为液体，且温度继续升高，而中间固态部分还未熔化，这样会严重影响实验结果，导致错误结论。水浴应缓慢加热时，使试管内外温度差保持在5?左右，在海波熔化过程中应保证水温不超过51?。 5(不停止对海波的搅拌 由于海波是热的不良导体，当试管中有液态开始出现时，为了保证管壁处和中间部分的温度一致，要不断搅拌海波。 6(及时调整温度计的位置 温度计测得的温度只能反映温度计玻璃泡周围样品的温度，而不能反映整个样品的温度变化。当试管中外围的海波开始熔化时，玻璃泡的附近的温度有可能没有达到熔点，这时学生就观察到温度尚未达到熔点，海波已经熔化的现象;有时温度计玻璃泡的附近的海波已熔化完成，并且温度已开始上升，但整个样品还没有完全熔化，学生就会认为，海波还没有熔化完，而温度已经上升。所以在海波熔化过程中应及时调整温度计的位置，使玻璃泡始终处于固、液的交界处。 实验中注意到以上几点，那么海波熔化过程中状态变化会很清晰，并且熔化时温度不变的现象也会很明显。 电池发明史 山东莒县夏庄中心初中 宋业国 1780年，意大利波罗那大学解剖学教授伽伐尼,Luigi Galvani 1737年9月9日-1798年12月4日,做青蛙腿肌肉运动的解剖学研究，他在实验中发现，在起电机放电的同时，如果用金属手术刀触动蛙腿神经，蛙腿肌肉立刻收缩，为了找出这一现象的原因，在进一步的实验中意外地发现，若用两种金属分别接触蛙腿的筋腱和肌肉，当两种金属的另一端相碰时，蛙腿也会发生抽动。伽伐尼认为这是青蛙体内存在一种“神经电流体”引起的，这种可以使神经、肌肉活动，脑是分泌电液的重要器官。 意大利的物理学家伏达,Alessandro Vlota 1745年2月18日—1827年3月5日,在1792年对伽伐尼的发现做了研究，他发现电流的产生并不需要动物组织，1793年他否认了动物电的存在，认为伽伐尼发现的电产生于两种不同金属的接触，他认为蛙腿的抽动是一种对电流的灵敏的反应，这个电流是由于两种金属插在了由肌肉提供的溶液中，并构成回路而产生的。 1799年伏达用铜片、浸盐水的纸片、锌片依次重叠起来，创制了最早的获得连续电流的伏达电堆。1800年他公布了在1795-1796年间发现的电池原理，1801年他为拿破仑一世演示了伏达电堆，拿破仑授予他金质奖章并封他为伯爵。 1803年，德国化学家里特尔制造出一台蓄电池。 1836年，英国化学家J(F(丹聂尔制造出了第一块古典原电池。伏打电堆的一个缺点是由于极化作用而使电流很快减小。他发现的电池是用多细孔的陶罐,开始用动物膜,把浸入硫酸铜溶液中的电极铜棒和锌棒分开。它能比过去的电池提供更长时间的稳定电流。 1859年，法国物理学家普朗特制造出了第一台可实用的铅酸蓄电池。他包括两块卷成螺旋形的铅皮，中间用橡皮隔开，浸没在10%的硫酸溶液中，然后送入电流，使其中一块铅皮镀上，另一块铅皮成为粗糙的多孔表面。这种电池比当时的任何电池都具有更高的电动势。但是由于加工成型过程复杂和冗长，很难批量生产，没有受到重视。 1865年，法国化学家勒克朗谢制造出第一块干电池。他采用导电的氯化铵溶液、锌和石墨作电极，并用二氧化锰作去极剂。这种电池由于使用氯化铵溶液带来很多不便。 1881年法国化学家C(A(福尔改革了普朗特的铅蓄电池。他回避了成型的工序，把直接涂布在铅板上，这样使铅蓄电池引起了商业界的兴趣，很快得到批量生产，在汽车、无线电设备、电化学实验过程中得到应用，成为了通常使用的重要电源。 1888年，化学家卡斯尼尔改进了勒克朗谢的电池。他以潮湿的氯化铵代替其溶液，以锌皮兼代容器，一举二用，使用方便，得到了广泛应用。 导体的电阻受温度影响实验的改进 甘肃省天祝县松林初中 张志俭 物理学是以实验为基础的学科，实验是检验物理理论的。在学生建立完整的物理概念和导出正确物理规律的课堂教学中，实验是最活跃最具生命力的部分。实验能化抽象为具体，化枯燥为生动，简便明晰的实验能引导学生观察，并进行思考，对学生掌握知识、培养能力和学习科学方法有举足轻重的地位。如果在教学中教师能结合身边的、学生熟悉的物体来改进书本上的实验，就更能刺激学生的感观，使思维活跃起来，让学生正确的掌握概念，加深对物理规律的认识，加强对知识的理解和记忆。现行人教版九年义务教育初中物理第二册温度对电阻大小的影响实验，笔者在多年的教学中发现:该实验很难成功，实验现象极不明显，所以笔者做了一定改进，效果甚佳。现介绍如下，如有不当敬请指导。 用酒精灯给细铁丝加热，铁丝在温度逐渐上升并发红的过程中，观察电流表的示数和灯泡的亮度变化情况。由于电流表表盘较小，只有做演示实验的教师和前排学生留心观察，才能看到极不明显的指针摆动，更不要说让每个学生都能观察到。另一方面，加热铁丝用时较长，不利于课堂演示实验。并且实验的成功率不是很高。因而也很难进一步让学生得出:“金属导体温度越高，电阻越大”的结论。要使学生接受这一结论也只能是勉强，没有说服力。这样势必影响学生对知识的理解和记忆，也必将影响学生今后对热力学定律的理解。另外演示实验的不成功也很难用实际生活中的其他事例来说明。要学生举例那就更难。这样就很难刺激学生的感观，使学生思维活跃起来。只能教师说教，学生被动接受。 如果用非金属导体来替代金属导体进行实验可以事半功倍，同样可以说明导体的电阻受温度的影响。笔者在试验时用铅笔芯代替铁丝，去掉电流表，根据电流的光效应观察电流的大小。改进后，实验现象非常明显，每一个同学都能非常清楚地看到。实验现象持续时间长，并且非常有趣。教师非常容易操作，成功率100%。下面就是笔者对该实验的改进方法和改进后的实验方法。 取一支铅笔，剥去木质层(保留铅芯的完整)，用导线夹夹住两端，固定在支架上。连好电路，闭合开关。让学生观察小灯泡的发光情况，再用酒精灯给铅芯均匀加热，让学生继续观察灯泡的发光情况。可以清楚地观察到小灯泡由亮变暗。实验现象不仅清楚，而且给学生留下非常深刻的印象。据此现象，学生感知到非金属导体温度升高，电阻减小;温度降低，电阻增大。从而自然而然得出“金属导体，温度越高电阻越大”的结论。由感性认识上升为理论。 由此引导学生列举和解释实际生活中的有关电现象，课堂气氛非常活跃。通过感官的刺激，活跃了学生的思维，激发了学生的学习兴趣和求知欲。 新旧电池为何不能搭配使用 河北省衡水市清凉店中学 张长青 袁乃文 电池在人们的日常生活中扮演着十分重要的角色，无论是石英钟、剃须刀，还是计算器、电子琴等都离不开它。我们都有这样的经验，那就是电池用旧了要全部换掉，绝不能新旧混装搭配使用。这是为什么呢,难道新旧搭配使用不是更节省吗, 要回答这个问题，我们还要从电池本身的特性谈起。普通的干电池有两个很重要的特性， ，另一个是它的内阻r，因为电池和一个是电动势ε，在电路中我们通常称之为电源电压U 所有的导体一样也有电阻。通常，一节新的干电池的电动势为1(5V，内阻为0(5Ω左右。当电池使用相当长一段时间后，电动势会下降到1V左右，而其内电阻却可增大到几百欧姆。 由于电池存在内阻，在使用时我们也必须将其考虑进去。拿普通手电来讲，使用两节干电池做电源，灯丝正常发光时电阻约为10欧姆，根据欧姆定律，我们不难算出: 电路中的电流为: I=ε?(R+r)=3V/11Ω?0(27A 电源的总功率为: P=Iε=0(27A×3V=0(81W 总 灯泡获得的电功率为: 22 P=IR=(0(27A)×10Ω=0(74W 灯 电源的效率为: η=P?P=0(74W/0(81W=91% 灯总 即电源输出的功率绝大部分消耗在电灯上，做的是有用功，灯泡很亮。 设电源用旧后，电动势将降到1V，内电阻增大到200Ω。若新旧电池搭配使用，同样的方法我们可以计算出电源的效率下降为5%。也就是说，电流做的功绝大部分消耗在电池自身的内阻上，用来做有用功的就很少了，灯泡因而很暗甚至不发光。 综上分析，我们不难看出，新旧电池搭配使用后，不但没有省电，反而是浪费了电能。所以，新旧电池不能搭配使用。 探究废旧电池的危害和回收 广东省恩平市江南中学八(7)班 冯美群、张洁莲、李梦岚、陈许诚、黄国恩 实验指导教师:吴川云 一、研究课题确立的背景 有人提出了希望提高日常生活中人们的环保意识。这个问题的提出引起了很多学生的共鸣。于是我们在此基础上再讨论，从生活中的问题出发。从这个角度出发，我们想到学生都有复读机，还有一些随身听、CD机等，电池是学生身边的必备用品，使用量较大，平常对废电池没特别在意，当作普通垃圾一扔了之，所以研究这一课题有一定教育意义。废电池的危害和处理是个社会性问题，也是学生关注人类生存和发展的切入口，贴近学生的生活实际具有一定的实践性。我们把这个想法和同学们交流了一下，得到了同学们的积极反响。于是我们就决定从信息产业废弃物污染最重的废旧电池入手，共同完成我们的小课题。 二、研究过程 ? 发现问题 ?废旧电池危害性。人们在日常生活中使用的电池是靠化学作用，通俗一点讲就是靠腐蚀作用产生电能的，而其腐蚀物含有大量的重金属污染物。当其被随意丢弃，混在一般生活垃圾中，堆放在自然界时，这些有毒物质便会慢慢从电池中溢出来，经过雨水的冲刷渗透到土壤或地下水源中，再通过农作物进入人的食物链。这些有毒物质在人体内会长期积累难以排除，损害人的肌体，甚至致癌。有这样一组数据:一粒纽扣电池可以污染60万公升水，相当于一个人一生的饮水量～一个一号电池可以让一平方米土壤的庄稼绝收～若把废电池混入生活垃圾中一起填埋，久而久之，渗出的重金属可能污染地下水和土壤。 长期以来，我国在生产干电池时，要加入一种有毒的物质??汞或汞的化合物。汞和汞的化合物都是有毒的，科学家发现，汞具有明显的神经毒性，此外对内分泌系统、免疫系统等也有不良影响。20世纪50年代发生在日本的震惊世界的公害病??“水俣病”，就是由于汞污染造成的。 ?我国目前废旧电池处理现状。在国际上，废旧电池是按照危险废物来对待、处理的，而目前在我国，对于任何种类的废旧电池都没有按照危险废物来管理，而只是当作普通垃圾来对待。这样做不仅扩大了污染范围，让我国人民的生存环境陷入恶劣的境地，而且不能使人们对废旧电池的危害有合理的认识，也不能使社会对废旧电池污染问题产生足够的重视。另外，对废旧电池的回收、处置和处理，国家也没有制定具体的政策和法规要求，也使科学技术领域的创新缺乏了应有的社会价值导向。 ?废旧电池的利用与处理。废电池对环境和人体的危害远远超过我们的想象，随意丢弃电池，不仅污染环境、危害人体健康，而且浪费资源。因此，对废旧电池进行回收利用，利国利民，势在必行。这就要求人们找出解决废电池污染的途径。 “天生我材必有用”，废旧电池中对人体有害的重金属又是较为稀缺的工业原料。据环保专家介绍，废旧电池中95%的物质均可以回收，尤其是重金属回收价值很高。在废旧电池中每回收1000克金属，就有82克的汞、88克的镉。可以说，回收处理废旧电池不仅解决了环境污染的问题，而且也实现了资源的回收再利用。因此，对于废电池的最佳处理办法是再生利用，提取其中的有用成分，将废物变为资源。 ? 进行实验 实验法是人们根据一定的研究目的，在人为控制或模拟自然现象的条件下，通过仪器和其他物质手段，对研究对象进行观察的方法。为了更直观地了解废旧电池的危害性，我们开展了以下实验: 我将用拆除过的废电池倒入花盆中，7个小时后，花的叶子开始变黄，第二天早上，花瓣谢了;到了下午，花的茎弯了下来;又过了一天，根已经开始腐烂。 ? 分析与论证 ?许多人都听说过，1953年在日本九州熊本县，发生过震惊世界的“水俣病”事件，这里的村民一个个神秘在死去，却一时查不出病因，原来罪魁祸首竟是汞化合物，上游的工业污染造成汞在鱼体内积累，当人们食用这种受汞污染的鱼后导致中毒。这是我们最早知道的重金属污染的例子。在我们的日常生活中，都有可能接触到种种有害的物质。废电池就是其中的一种。就体积和重量而言，废电池在生活垃圾中似乎是微不足道的，但它的危害却非常大。 ?废电池虽小，危害却很大。废电池被弃后，电池的外壳被慢慢地腐蚀，其中的重金属物质会逐渐渗入水体和土壤，造成污染。重金属污染的最大特点是它在自然界是不能降解，只能迁移。也就是说，一旦水体或土壤被污染，水体或土壤不能进行自身的净化作用将污染消除，而是重金属容易在生物体内积累，从而随时间的推移，积累到一定量之后，产生致畸或致病作用，最终导致生物体死亡。重金属对人体产生危害的另一个途径是通过食物链传递。鱼、虾吃了含有重金属的浮游生物后，重金属在鱼、虾体内积累，人再吃了这样的鱼、虾后，重金属就会在人体内积累，达到一定量之后，就会对人的身体产生严重影响。 ?我们通过这次活动，不仅知道了废旧电池的危害，并在调查的过程中加强了我们几个人的交涉能力，体会到团结合作对于一个团体工作的重要性，也从中学到了很多做人的道理，为环保事业做出了自己的一 分微薄之力。相信通过我们组员和老师的共同努力，大家对废旧电池危害方面的知识多多少少有了点了解，环保意识也会有所提高。如果有更充足的时间相信我们一定会做的更好。 ? 结论??为环保献计献策 据有关部门反映，废旧电池的回收利用目前看来是没有经济效益的，不大可能赢利，所以许多地方回收再利用也就停留在“纸上谈兵”的状态。但按照中央提出的“构建资源节约型与环境友好型社会”的理念，我们应加快废旧电池回收与资源化处理步伐，深化生态环境保护工作。为此我们也有几点小小建议: ?我们应该做到不乱扔废旧电池，如果在大街上见到被扔掉的废旧电池主动捡起，并放入电池回收箱，如果见到别人乱扔废旧电池，应该告诉他这样做的害处，劝他把废旧电池放入电池回收箱。 ?废电池的环境管理是一项复杂的系统工程，涉及到收集、分类、运输、处理、处置等一系列过程，牵扯面广，需要环保部门、环卫部门、经济管理部门、电池生产企业、电池销售商以及公众共同配合才能做好，同时宣传教育手段要与行政手段、法律手段、经济手段相结合，多管齐下，才能推动这项工作的开展。 ?加强废旧电池回收的宣传力度，进一步提高全市人民对废旧电池危害的认识。把回收废旧电池的活动成为人们的自觉行为。 三、小结与反思 研究性课题能培养学生交际能力、团队精神，感知调查研究的基本程序要领，让学生直接感受现实对心灵的触动。获取许多生活中的直接经验。而对教师来说，必须转变教育观，积极参与其中;必须转变学生观，全面评价学生。具体来说，要求教师首先要重过程，研究性学习重在学习的过程、思维方法的学习和思维水平的提高。因为初次开展这项活动和研究，存在了不足和问题，但主要学会研究的方法，应用学过的知识等方面基本上达到了目的，由此我们也产生了一些想法。 ?学会选题，是科学研究的第一步。研究性课题的选择，尽可能来源于学生的生活，从他们“熟视无睹”习以为常的现象中发现问题，又紧密与科学知识相联系，选择并确立与科学、技术、社会关系密切的选题。如果相当陌生的课题和领域，会因难度太大难于亲手实践失去兴趣，不了了之。另外，理科生要有意选择一些具有人文精神的选题来研究，使自己的知识结构、能力结构趋向均衡。 ?形式不拘一格及成员自主组合，营造宽松、自由的氛围是课题研究的有利保障。自主选课题，提课题，小组研究与班集体讨论相结合，从“我听教师讲”的模式中解脱出来，利用业余时间，主动地收集资料、亲手实践与调查，使研究成功地开展。另外，活动的时间可分散与集中结合。 四、提出新的问题 教师激发学生研究的兴趣，帮助学生消除对科学研究的神秘感，是课题研究的发动机。教师的作用是帮助，不是代替，让学生成为研究的主人，教师在这研究性学习中最大的成功就是激发学生对课题研究的兴趣，这需要教育者转变教育观念，将学生的兴趣扶上教育的宝座，学生由浓厚的兴趣为起点，最终完成课题并获得成效。那么，现在看来，知识不仅仅是一章一节连接起来的，而且，在热爱中才有活力，在探 索中才有生命。我们敢于挑战目前的传统观念，增强保护人类的生存环境的意识，从身边的小事做起，力所能及地做好每一件事情，对如何保护地球提出更多的全方位的合理化的建 为什么小鸟站在电线上不会触电 河北省冀州市北内漳学校 李同心 高高的输电铁塔上醒目地写着:“高压危险～切勿靠近～”可是在那上万伏甚至几十万伏的高压裸导线上，却常常站着一只又一只的鸟儿，无视禁令，毫不在乎，也丝毫没有触电的征兆。这是为什么,难道鸟儿有什么“特异功能”吗, 当我们行走在马路上时，经常可以看到成群的麻雀或乌鸦停落在几万伏的高压电线上，它们不仅不会触电，而且一个个显得悠闲自得。可是，你也知道，如果有人不小心碰到高压线就会触电身亡～ 同样都是一根高压线，为什么小鸟站在上面却不会触电呢,我们都知道，电源分为正负两极。在正负两极之间连接上导体，电流就会从导体上流过。同样输电线也分为火线与零线两根。在正负两极之间连接上导体，电流就会从导体上流过。人体是导体，人的身体较大，在碰到火线和零线时，把两根电线连在一起，形成短路，人体上就有大电流流过，这就是人触电身亡的原因。 我们在做电学实验时如果用电压表测导线的上电压几乎为0，这是为什么呢,因为导线的电阻基本为0，由欧姆定律可知导线电压很小几乎为0。 由于小鸟身体较小，它只接触了一根电线，它的身体和所站在的那根电线是并联也可以认为导线把小鸟短路了，身体上没有电流通过，所以它们不会触电。 下面通过具体计算来说明这个问题: 原来，鸟儿的两只爪子是立在同一根导线上。输送22万伏高压的LGJ型钢芯铝绞线，其横截面积是 295毫米，容许通过电流为325安培。如果小鸟两爪间距离是5厘米，这段5厘米长的导线电阻只有1(63 -3-6×10欧姆，其两端电压U,IR，不会超过5(3×10伏特。这就是加在小鸟身上的电压。如果鸟儿身体的电阻是10000欧姆，那么通过鸟儿身体的电流仅0(53微安。电流很弱，因此鸟儿不会触电。 但是，如果蛇爬到电线上就危险了，它的身体较长，当它爬到高压线上后会把火线与零线两根连接在一起造成触电死亡。钻进配电房的老鼠也常常会触电死亡。我们也知道，电业工人在高压线上的带电作业，就是如同小鸟站在一根电线上的道理是一样的，所以能够安全操作。喜鹊和乌鸦等鸟类喜欢在电线杆子上垒窝，这也同样是十分危险的，这样很容易形成短路，造成灾害。 但是，如果鸟儿站在导线上，企图用嘴去啄输电铁塔，那就要大祸临头了。因为导线与铁塔之间的电压很高，因此不等鸟儿接触铁塔，高压电弧就会把它烧焦，同时还会因短路造成停电事故。因此，人们常常在铁塔上加装障碍物，不让鸟儿啄到铁塔。 电阻 我们几乎天天跟电阻打交道，只是没有注意去认识它。 早晨起来，我们打开收音机听新闻广播，调节音量实际上就是调节电位器的电阻;晚间看电视，电视机的亮度、黑白对比度及音量的控制也都是通过转动电 位器，改变电阻的大小，从而改变电流的大小而实现的。电流大，喇叭声响，荧光屏亮。 我们外出乘电车，电车上也要用电阻。无轨电车是依靠直流电动机驱动的，电动机通过调节电阻的大小来改变电流，从而改变电动机的转速，达到调节车速的目的。电车司机就是用脚踏的轻重不同来控制自动开关，改变电阻的大小，控制车速的。 电阻家族中的成员很多，大小、构造、模样一般都不相同，而且随着科学的发展，又不断出现一些新型的电阻。 线缆电阻 它是用特殊的合金制成细丝绕在绝缘管上而成的。如图3,1。线绕电阻又分为固定式与可调式。这种电阻的特点是阻值精确，工作可靠、稳定，功率较大，耐热。缺点是成本高，阻值不能太大。 合成型电阻 它是用导电材料(如石墨、碳黑)、填充料、粘合剂等混合制成。其中以碳质实心电阻应用最广如图3,2。它的主要优点是成本低，制造工艺简单，过载能力大。主要缺点是阻值误差大(达10,25%)，阻值易随温度变化，功率小。 表面型电阻 它是用特殊的工艺把导电物质沉积在绝缘体上，形成导电薄膜，制成电阻，如图3,3。它的主要优点是成本较低，阻值准确(误差可小到0(1%)，性能稳定，缺点是功率小。 电阻的数值和误差有的是直接标注在电阻上，有的是用色码。即在电阻上用三四个色点或色环表示阻值的大小和误差(色码法现在用的较少了)。由于电阻工作时要消耗一定的功率并发热，所以使用电阻时，还要注意它的标称功率。对同一类型的电阻来说，允许消耗的功率决定于它的几何尺寸和表面面积的大小。 电位器 张宪魁 在实际应用中，还有一种滑动可变电阻器，叫做电位器。它也分为炭膜、炭质实心、线绕等三种。常用的炭膜电位器，它的电阻体是由炭黑与树脂混合物喷 涂在马蹄形胶木板上，烘干而成。线绕电位器的电阻体是由电阻丝绕制而成，先绕在胶木板上，然后分成马蹄形，装在外壳中，如图3,4。电位器一般都有三个接线片，收音机、电视机等家用电器中经常用到它。 怎样用万用电表测量电阻 张宪魁 如果有一只电阻，它的标记已经不清楚了，你能否很快测出它的阻值呢,当然我们可以用课本上讲过的伏安法测定，但那需要用伏特计、安培计、电池、导线等，先测出电压U与电流I，然后再计算出电阻，很麻烦。如果用万用电表，只要把它的两只表笔接触电阻的两端，即可直接读出电阻的值，很简便。 万用电表的外形如图3,5，它可以测电流、电阻、电压。上半部是表头，表盘上有电阻、电流、电压的刻度。下半部是选择开关，四周刻着各种测量项目。由于它用途较多，人们才给它起了一个美名叫万用电表。利用它测电阻可按以下几步进行。 一、选用欧姆挡 万用电表不论是测电流还是测电压和电阻，都是共用一块电流表头。当需要测量电阻时，首先把选择开关旋转到欧姆挡范围内，一般有×1，×10，×100，×1000几个挡位。 二、消除零误差 测量之前若表针不指在零位，就会使读数含有零误差。利用万用电表测电阻要调整两个零位。 1(调整机械零位 万用电表有两只表笔，一只红表笔，一只黑表笔，红表笔插入标有“，”号的插孔中，黑表笔插入标有“,”号的插孔中。调整机械零位时，首先让两表笔断开，若表针不停在表盘左端的零位置，则应用螺丝刀旋动表盘下面的定位螺丝O，通过表内螺旋弹簧把指针调到机械零位。 2(调整阻值零位 把两只表笔接触，即短路，相当两只表笔之间的电阻为零，此时表针应停在表盘右端“0Ω”阻值处，这时电流最大。但是由于电池已经使用过，使得表笔短路时，指针一般不在电阻值的零位处，这时可旋动调零旋钮Q，使指针指在零欧姆处。 三、选择倍率 利用万用电表测电阻，为了便于准确地读数，要尽可能使表针指在表盘中间部位，所以需要恰当地选择倍率挡。例如，在测R,50Ω的电阻时，应选“×1”1 挡，使表针在表盘中部附近偏转。如果选用“×10”挡，则表盘读数扩大10倍，这将使表针偏到表盘靠右的部位，读数就难以准确。一般情况下，可以这样选择合适的倍率，将待测电阻尼R值的数量级除以10，所得的商就是应选的倍率。X 例如测R,510kΩ的电阻，R的数量级是100k，(R,5(1×100k)，所以宜选XXX “×10k”的倍率。如果万用电表无×10k倍率挡，则可选最接近的挡。 如果事先不知道电阻的阻值，可以试探着选择倍率挡，什么时候使表针能指在表盘的中部附近，此时的倍率挡就是比较合适的。 为什么温度升高对金属导体的电阻增大, 王宗田 金属导电是电子导电，电子在电场的作用下做定向漂移运动，形成金属中的电流。电子在金属导体中定向运动时，受到的阻碍作用愈小，导体呈现的电阻就愈小。反之，电子运动受到的阻碍作用愈大，它运动得就愈不自由，导体所呈现的电阻就愈大。 电子在定向漂移运动中，受到的阻碍作用是电子与金属中晶体点阵上的原子实碰撞产生的。在金属导体中，晶体点阵上的原子实，虽然基本上保持规则的排列，但并不是静止不动的。每个原子实都在自己的规则位置附近不停地做热振动，整个导体中原子实的热振动并没有统一步调。这样，就在一定程度上破坏了原子实排列的规则性，形成了对电子运动的阻碍作用。原子实的热振动离开自己规则位置愈远，与电子相碰的机会愈多，电子漂移受到的阻碍作用就愈大，导体呈现的电阻也就大起来了。 综上所述，问题的答案就不难得出来了，因为温度升高时，原子实的热振动加强，振动的幅度加大，于是，做定向漂移的电子与原子实相碰的机会增多，碰撞次数也增加，所以，金属导体的电阻就增加了。对于纯金属来说，电阻随温度的变化比较规则;在温度变化范围不大时，电阻与温度之间的关系为 R,R，(1，αt) 0 式中R是0?时金属导体的电阻，α为该金属导体的电阻温度系数。不同金0 属材料的电阻温度系数α亦不相同。 温度升高时，酸、碱、盐水溶液的电阻率为什么减小, 王宗田 酸、碱、盐水溶液的电阻率之所以随温度升高而减小，其主要原因在于酸、碱、盐溶于水后，电离成正负离子，但这些离子在水溶液中，不是孤单地存在着，而是与水分子形成水合物。当温度升高时，离子的水化作用减小了，离子速度加快，这些载流子的迁移率增加，使电导率增加;还有另外一个原因，做为溶液来说，当温度升高时，溶液的粘度降低了，这就减小了离子移动时所受到的阻力，也使离子的迁移率增加，使电导率增加。温度升高，离子水化作用减小，溶液粘度降低，两个因素综合作用的结果，使酸、碱、盐水溶液的电阻率减小了。 电动势、电压、路端电压 孟昭辉 电动势是描述电源性质的重要物理量。电源的电动势是和非静电力的功密切联系的。所谓非静电力，主要是指化学力和磁力。在电源内部，非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功，这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。非静电力所做的功，反映了其他形式的能量有多少变成了电能。因此在电源内部，非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。电源的电动势正是由此定义的，即非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷电量的比值，称电源的电动势。用公式表示为 E,W,q 由上式可知，电动势的物理意义为，在电源内部，非静电力把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功。 电动势与电势差(电压)是容易混淆的两个概念。前面已讲过，电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功;而电势差则表示静电力把单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功。它们是完全不同的两个概念。 电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压，是静电力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。电源的电动势对一个固定电源来说是不变的， 而电源的路端电压却是随外电路的负载而变化的。它的变化规律服从含源电路的欧姆定律，其数学表达式为 U,E,Ir 式中U为路端电压，Ir为电源的内电压，也叫内压降。对于确定的电源来说，电动势E和内电阻r都是一定的，从上式可以看出，路端电压U跟电路中的电流有关系。电流I增大时，内压降Ir增大，路端电压U就减小;反之，电流I减小时，路端电压U就增大。 在电源放电的情况下，当外电路中没有反电动势时，路端电压U,IR(R是外电路的总电阻)。根据含源电路的欧姆定律可得I,E,(R，r)，即电流I的大小随外电阻R而变化。因此，路端电压U也随外电阻R而变化。R增大时，I减小，U增大;R减小时，I增大，U减小。当外电路断开时，R变为无限大，I变为零，内压降Ir也变为零，这时路端电压等于电源的电动势。 但是不能认为路端电压一定小于电动势。在电源被充电时，电源内部的电流是从电源正极流向负极，内压降的方向与电动势的方向相反，电源的电动势是反电动势，这时路端电压等于电动势与内压降之和，即U,E，Ir，路端电压大于电动势。 短路是怎么回事, 孟昭辉 对一个简单的闭合回路，如图4,5所示，其中只有单一电源和负载电阻R，电源电动势为E，其内阻为r，它属于电源放电情形。根据欧姆定律，可求出这个回路中的电流I: I,E,(R，r) 此式表明，外电阻越小，则I越大。再结合式U,IR,E,Ir考虑，则I越大，内压降越大，路端电压就越小。当外电路的电阻R,0时，路端电压U,0，这种情况称为短路。短路时的电流称为短路电流，用I表示，I,E,r。一般电dd 源的内阻是很小的，因此短路时的电流I很大，而且电源提供的全部功率消耗d 在内阻上，产生大量的热，可能把电源烧毁。例如电动势E为2伏的蓄电池，内阻约在0(005,0(1欧之间，因而在形成短路时电流会达到20,400安，这样强的电流会烧坏蓄电池的极板，所以决不能让蓄电池短路。在发电机供电的电力 电路或照明电路里，由于电压相当高，形成短路时电流会达到很大的数值，有可能烧毁电线，甚至引起火灾。为了防止短路事故，这些电路里都必须接入保险器(熔断器);在修理电路里的用电器或电线时，应该先把电源断开。由此原因，我们特别强调，决不可以把电流表直接接到电源的两极上。因为电流表的内阻很小，把它直接接到电源的两极上相当于电源短路。会产生很大的短路电流，以致把电流表烧坏，若以为用这种接法可以测出“电源的电流”，这不仅在实践上造成事故，而且理论上也是错误的。因为任何电源都只有一定的电动势，而无一定的电流。 用伏安法测电阻时如何选取测量电路, 王宗田 “伏安法”测电阻是用伏特计(电压表)和安培计(电流表)间接测量电阻的一种基本方法，测量过程比较简单，因此，往往是初学者必做的实验。 测量时，电路有两种基本连接方法。一种是把安培计接在伏特计测量端之内，如图4,6所示，称为“内接法”;另一种是把安培计接在伏特计测量端之外，如图4,7所示，称为“外接法”。 用内接法测量时，虽然安培计测得的电流强度I是通过被测电阻R的，但伏特计测得的电压U，却是电阻R与安培计内阻R上的电压之和，即 A U,IR，IR。 A 于是所得到的测量值为R,U,I,R，R，由这种接法产生的测量相对误差xA 为 由此可以看出，被测电阻比安培计内阻愈大，测量的相对误差E就愈小。 内 用外接法测量时，虽然伏特计可以直接量得被测电阻R两端的电压U，但安培计量得的却是通过电阻R的电流与通过伏特计的电流之和，若伏特计的内阻为R，则 V 用这种方法，所得到的电阻测量值为，这种接法产生的测量相对误差的大小为 从此大可以看出，伏特计内阻比被测电阻愈大，测量的相对误差E就愈小。 外 测量时，对于已给定的被测电阻和选定的伏特计及安培计，用“内接法”还是用“外接法”，这取决于对测量精度的要求。一般来说，可以根据E,E时，内外所得到的关系式 作为判别采用具体接法的条件。中学的物理实验室通常所用的电表，大多数都是磁电式的，这种结构的电表，伏特计的内阻总是远远大于安培计的内阻，即R,R，因此，上面所提到的判别条件可简化为 VA 当被测电阻的粗测值时，用“内接法”测量好;当时，用“外接法”测量较好;如果被测电阻的粗测值恰好满足条件时，用两种接法中的任意一种都可以。 从以上的分析可以看出，用“伏安法”测电阻时，测量电路不论采用哪种接法，都会给测量结果带来系统误差，但正确选择测量电路，会使系统误差减小，得到较好的测量结果。 定值电阻 王宗田 所谓定值电阻是指具有一定电阻数值的电阻器。它是在电子仪器中用得较多的元件。定值电阻的种类很多，而且随着科学技术的发展，新型电阻不断出现。这里只介绍几种常见、用得较为普遍的定值电阻。 定值电阻上都有标志代号。电阻的标志代号通常由型号、标称阻值、额定功率、阻值误差等级或允许误差四个部分组成。 电阻型号如下表: 型号 名称 RXQ 固定式酚醛涂料管形线绕电阻 RXQ,T 可调式酚醛涂料管形线绕电阻 线绕电阻 RXY 被釉固定式线绕电阻 RXYC 被釉耐潮固定式线绕电阻 RXYC,T 被釉耐潮可调式线绕电阻 RS 实心炭质电阻 RT 碳膜电阻 非线绕电 阻 RJ 金属膜电阻 RY 氧化膜电阻 电阻在使用时，其主要消耗一定功率，但不应超过额定功率，否则电阻阻值会发生变化，甚至烧毁电阻。对于同一类型的电阻，可根据它的几何尺寸和表面面积来估计它的额定功率。碳膜电阻的几何尺寸与额定功率的对应关系如下表: 额定功率(W) 0(05 0(125 0(25 0(5 1 2 长度(mm) 8 12 15 25 28 46 外形 直径(mm) 2(5 2(5 4(5 4(5 6 8 尺寸 额定功率较大的电阻，其额定功率值一般都直接印在电阻器的表面上。 电阻阻值允许误差和等级表为: 误差等级 ? ? ? 允许误差(%) ?5 ?10 ?20 颜色 A第一位数 B第二位数 C第三位数 D第四位数 0黑 0 0 10 ?? 1棕 1 1 10 ?1% 2红 2 2 10 ?2% 3橙 3 3 10 ?? 4黄 4 4 10 ?? 5绿 5 5 10 ?? 6蓝 6 6 10 ?? 7紫 7 7 10 ?? 8灰 8 8 10 ?? 9白 9 9 10 ?? -1金 ?? ?? 10 ?5% -2银 ?? ?? 10 ?10% 本身颜色 ?? ?? ?? ?20% 一般的电阻其阻值和误差都标在电阻器上。但炭质电阻和个别的小型表面型电阻的阻值和误差是用色码表示出来，色码为三、四个色点或色环，如图4,9所示的电阻的阻值就是用三点色码制和环带色码制表示出的。颜色和字母符号表示的意义如上页表。如果一只电阻上的三点颜色分别为红(A)、绿(B)、黄(C)，4则它的阻值为25×10欧，即250千欧，由于没有第四个色点，所以误差为?20,。若一只电阻上的四个环带的颜色依次为蓝(A)、灰(B)、黑(C)、金色(D)，0则此电阻的阻值为68×10欧，即68欧，误差为?5,。 线绕电阻 王宗田 它是用康铜、锰铜等特殊的合金制成细丝绕在绝缘管上制成的，外面有一层保护层，保护层有一般釉质和防潮釉质两种。线绕电阻有固定式和可调式两种，如图4,8所示。这种电阻的优点是:阻值精确，有良好的电气性能、工作可靠、稳定，温度系数小，耐热性好，功率较大。缺点是阻值不大，成本较高。线绕电阻适用于功率要求较大的电路之中，有的可用于要求精密电阻的地方。但因存在电感，不宜用于高频电路。 合成型电阻 王宗田 它是用导电材料(如石墨、炭黑等)、填充科、粘合剂等混合制成的。其中以炭质实心电阻应用最为广泛。这种电阻制造工艺简单，成本低，过载能力较大，但阻值易随温度、湿度变化，误差较大(达10,25,)，功率较小。主要用于对阻值要求不高的电路之中。 表面型电阻 王宗田 它是用特殊的工艺把导电物质沉积在绝缘体上，形成导电薄膜而制成的电阻。像碳膜电阻、硼碳膜电阻、金属膜电阻和金属氧化膜电阻等都属于表面型电阻。这种电阻的阻值误差小，电气性能好而且稳定，噪声小，高频特性好，但功率较小。一般用得最多的是这类电阻。其中金属膜电阻和金属氧化膜电阻虽然电气性能等方面都较好，但成本较高，主要用于要求较高的电路中。 对欧姆定律探究实验的几个方面的分析 河北省蔚县代王城中学 康万胜 欧姆定律是电学中的一个基本定律，也是重要的定律。作为一个通过实验得出的实验定律，我们在教和学的时候，应把侧重点放在欧姆定律探究实验上。一方面有助于我们对定律的理解，另一方面这个实验中包含着很多其它实验内容，例如实验电路图可以作为伏安法测电阻和电功率的电路图;本电路图可以涉及电路器材规格的选择。因此，对欧姆定律的教学，抓住第一节欧姆定律探究实验是关键。 实验目的:探究电流跟电压和电阻的关系。 实验方法的分析:因为电流既跟电压有关系，又跟电阻有关系，所以应采用控制变量法进行探究，即在研究电流既跟电压有关系时，控制所研究的电阻不变;在研究电流与电阻的关系时，控制所研究电路两端的电压不变。 实验内容:1、保持电阻不变，研究电流跟电压的关系;2、保持电压不变，研究电流跟电阻的关系。 实验电路图的:在研究电流既跟电压有关系时，研究的电阻保持不变，要改变电阻两端的电压。在电源电压不改变的情况下，可以通过在电路中串联变阻器来实现，同时可以达到多次改变电压值的目的。在研究电流与电阻的关系时，所研究电路两端的电压不变，要改变研究电路的电阻。这需要阻值不同的电阻多个，同时仍串联变阻器来达到保持电阻两端电压不变的要求。 实验电路图:综上要求可画成如图的电路图，我们如果把其中的电阻R换成一阻值未知的电阻，正是伏安法测电阻的电路图;如果把其中的电阻R换成一小灯泡，则该电路图可测小灯泡的电功率。 实验技巧:为了更迅速地通过整理数据得到实验结果，我们在实验中尽可能使数据计算起来更简便，在研究电流既跟电压的关系时，电压值可成整数倍变化，如1V、2V、3V或2V、4V、6V;在研究电流与电阻的关系时，同样可使电阻值成整数倍变化，如5Ω、10Ω、15Ω或10Ω、20Ω、30Ω。 实验器材的选择: 1、定值电阻的选择:为了使测量值接近某个刻度，所以可从5Ω、10Ω、20Ω中选择;同时考虑电压表、电流表的量程，选择20Ω不合适。 2、电源的选择:电源的选择既要考虑实验数据的要求，又要考虑电压表的量程，同时也要考虑实际的条件。在实验1中，电阻和电压表的示数可选:5Ω、1V、2V、3V或10Ω、2V、4V、6V，这样均可使电流的大约值为0(2A、0(4A、0(6A，均在0(6A量程范围内。如果没有电压值较高的电源，我们完全可以选第一组数据，只要电源的电压大于3V即可，用干电池就行。如果再考虑电压表的量程的话，最好用第一组，因为电压值都在3V量程的范围内，且偏转角度比较大。因此选电压大于3V的电源，5Ω的定值电阻。在实验2中，因为电源的电压大于3V，为了保证电表的偏转角度大，选取5Ω、10Ω、15Ω三个定值电阻更合适。 3、电流表、电压表量程的选择:原则:大于电路中的电流值、电压值;偏转角度尽可能大;在一个实验中尽可能不改变量程。所以电流表选0(6A，电压表选择3V量程。 4、滑动变阻器的选择:滑动变阻器既要考虑允许通过的最大电流值，又要考虑最大电阻值。本实验中，电路中最大电流值为0(6A，所以滑动变阻器允许通过的最大电流值应大于0(6A;最大电阻值不可过大也不可过小，因为过大时不容易调节到某一合适值，过小时分得的电压小而达不到要求，所以其最大值为几十欧较合适。 实验步骤: 注意到以下几个方面:1、每一次实验前都应使开关断开，滑动变阻器的滑片在阻值最大处;2、在移动滑片时一定要慢，防止超过电表的量程而烧坏电表。具体步骤略。 数据处理和得出结论:首先分析数据是否有错误，然后再处理;得出结论时要注意前提。具体过程略。 测量灯泡电阻和电功率的几种特殊方法 湖北省当阳市河溶初级中学 王定望 测量小灯泡或者定值电阻的电阻值和电功率是初中物理电学中的一个基本实验，也是一个很重要的实验。教材中设计的实验用的是一个电压表和一个电流表，加上一个滑动变阻器。这种方法就是我们经常用到的伏安法。其基本原理和实验步骤不再赘述。我给同学们介绍的是其它四种特殊方法: 方法一:给你电池组，已知阻值的定值电阻R，待测未知电阻R，电流表和单刀双掷开关各一个，导1x 线若干(用以上器材测出R的最佳电路和方法是什么, x 1、实验电路图如1所示: 2、实验方法是将S拨到?的位置读出示数为I;将S拨到?的位置读出示数为I;根据电压为电源电12压，两次都相同。即: ; ? 方法二:将上面的题中电流表换成电压表，再测电阻R的值。 x 1、实验电路图如图2所示: 2、实验方法是将上拨到?的位置，可测出R上的电压U;将S拨到?的位置，可测出R和R的总电11x1压U。根据电流相同， ?，I= ? ? 方法三:将方法二中的单刀双掷开关换成一个单刀单掷开关，再将定值电阻R换成一个滑动变阻器，1滑动变阻器的规格已知，用R′表示(再测R的阻值。 x 1、实验电路图如图3所示: 2、实验方法是将滑片P滑到a点时可测出R上的电压U;将滑片P滑到b点时可测出R和R′上的电x1x压U。根据R和R′串联: 2x ;I= ? 可解得 方法四:将方法三中的电压表换成电流表，再测R的值。 x 1、实验电路图如图4所示: 2、实验方法是闭合S，将滑片P滑到a点，可测R的电流I;再滑到b端测R和R′的电流I(又由x1x2 于电源电压是固定不变的。所以，U=IR; 1x 可解得 以上几种方法，中考试题也常常出现，请大家认真对待。 下面列举几个实例帮助同学们分析一下: 【例题1】(2007年河北省中考物理试题)小明想利用以下提供的器材测量两只小灯泡的电功率(小灯泡的额定电压分别为2(5V、3(8V，阻值均约为10Ω)。所提供的器材分别有:电流表、电压表、单刀双掷开关和电源(电压约为6V)各一个，滑动变阻器(“10Ω 2A”、“50Ω 1A”)两个，导线若干条。 单刀双掷开关的符号是，当刀扳到上边时，a、b两接线柱连通;刀扳到下边时，a、c两接线柱连通。 (1)请按下面的要求在虚线框内画出实验电路图。(要求:?设计一个电路，只能通过开关改变电路的连接，完成两只小灯泡电功率的测量;?用一个滑动变阻器。) (2)请你帮助小明在下面画出记录一只小灯泡实验数据的表格。 (3)小明按符合设计要求的电路图正确连接电路后，将单刀分别掷于b、c两点时，发现其中一个小灯泡发光过亮，不能进行实验。为了完成实验，他应该: 。 (4)小明改正错误后进行实验，依据实验记录的数据，画出了通过额定电压为2(5V小灯泡的电流随 W。 其两端电压变化关系曲线，如图5所示。则这只小灯泡的额定功率是 (5)由图5可知，通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，其原因是: 。 【参考答案】 (1)电路图如图6所示。 (2)表格设计如下: 测量次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 2 3 (3)换用最大阻值为50Ω的滑动变阻器。 (4)0(625 (5)灯丝的电阻随温度的升高而增大。 【分析】该题突破常规的测量电功率和电阻的方法，要求用单刀双掷开关，这样可以很方便地改变电路的连接方式，同时也要求同学们根据题目的条件选取不同规格的滑动变阻器，可以考查大家利用电学知识解决实际问题的综合能力。 【例题2】(2007年苏州市物理中考试题)小王在参加物理课外兴趣小组活动时，老师提供了如图7所示的电路，电源电压未知但保持不变，R为阻值已知的定值电阻。要求小王在不拆开电路的情况下，只用0 一只量程满足实验要求的电流表和若干导线估测未知电阻R的值。小王感到有些畏难，请你开动脑筋，设X 计一个实验帮助小王解决这个问题。 (1)你所设计的实验的主要步骤及所要测出的量是: (2)根据你的实验，得出的R为_______(用测出量和已知量表示)。 X 【参考答案】(1)用导线将电流表与R并联，测得电流为I，用导线将电流表与R并联，测得电流x1O为I。 2 (2)根据欧姆定律和电源电压一定可以推导出R=RI/I。 XO12 【分析】按照常规的方法，电流表应该串联在电路中，电压表才能并联在用电器的两端，而此题目却把电流表分别并联在两个电阻上，当它R与并联时，有意造成R短路，此时只有R连入电路，所以电压xx O U=IR，同理U=IR，单表测量电阻，方法很妙～ 1O2X 尝试探究什么因素决定小灯泡的亮度 湖北省兴山县高桥中心学校 陈爱童 在初中物理教学中，对于什么因素决定小灯泡的亮度这个问题，教师感觉难教，学生感觉难理解。究其原因，主要由于在前面的教学中，我们给学生留下了一些对学生学习会产生负面影响的信息，例如: 信息一:在进行电流强弱的教学时，由于电流看不见摸不着，我们选用同一个灯泡连接在不同的电路中，告诉学生，越亮的灯泡中通过的电流越大。学生对同一灯泡的前提没有注意，而对“通过灯泡的电流越大大，灯泡越亮”却留下了深刻的印象。 信息二:在电压的教学中，我们利用同样的办法，同一灯泡越亮，说明它两端的电压越高。学生对同一灯泡的前提没有注意，而对“灯泡两端的电压越大，灯泡越亮”却留下了深刻的印象。 为了消除以上对学生学习会产生负面影响的信息，为了学生更好的理解小灯泡的亮度与什么因素有关，我做了以下尝试。 首先可用实验消除对学生学习会产生负面影响的信息，同时激发学生的探究欲望。对于信息一，可让两个型号不同的灯泡串联，通过它们的电流相同，但观察其亮度并不相同，从而说明电流不是灯泡亮度的决定因素。对于信息二，可让两个型号不同的灯泡并联，加在它们两端的电压相同，但观察其亮度并不相同，从而说明电压不是灯泡亮度的决定因素。 然后接着探究什么因素决定小灯泡的亮度，具体探究过程如下: 提出问题:什么因素决定小灯泡的亮度, 设计实验: 1(用九只不同规格的灯泡分别接入电路，(6V 12W，12V 12W，24V 12W;6V 6W，12V 6W，24V 6W;3V 3W，6V 3W，12V 3W的灯泡各一只)使它们都正常发光。 2(仔细观察灯泡的亮暗程度，把九只灯泡分成三组，每组内灯泡的亮暗程度相同，第一组最亮，第二组其次，第三组最暗。 3(用电压表和电流表分别测得灯泡正常发光时的电压和电流，记录实验有关数据。 收集数据:分别如表一、表二、表三所示。 表一(第一组) 表二(第二组) 表三(第三组) 实验 电压 电流 实验 电压 电流 实验 电压 电流 序号 (V) (A) 序号 (V) (A) 序号 (V) (A) 1 6 2(00 4 6 1(00 7 3 1(00 2 12 1(00 5 12 0(50 8 6 0(50 3 24 0(50 6 24 0(25 9 12 0(25 分析论证: 1)分析比较实验序号1与4、2与5、3与6的数据及观察到的现象，可得出的初步 ( 结论是:当灯泡两端的电压相同时，通过灯泡的电流越大，灯泡越亮。 (2)分析比较实验序号2与7、3与5、6与9的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是:当通过灯泡的电流相等时，灯泡两端的电压越大，灯泡越亮。 (3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论。 a(分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象，可初步得出:当灯泡的实际功率相同时，灯泡的亮度相同。 b(分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象，可初步得出:灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。 然后，利用所得结论引导学生分析前面教学中观察到的现象，加深对“灯泡的实际功率决定灯泡的亮度”规律的理解，彻底清除对学生学习会产生负面影响的信息。对于信息一， 2原因是同一灯泡，电阻一定，根据公式P=IR，当然通过灯泡的电流越大，则实际功率实实实 2越大，它就越亮。对于信息二，原因是同一灯泡，电阻一定，根据公式P=U/R，当加实实实在灯泡两端的电压越高，实际功率越大，所以灯泡越亮。 最后，可进行一个拓展实验，在同一电路中将两个额定电压相同，额定功率不同的灯泡并联，发现额定功率大的亮;让后在同一电路中将两个额定功率不同的灯泡串联，发现额定功率小的亮。首先学生分析，进一步强化学生对“灯泡的实际功率决定灯泡的亮度”规律的理解。然后教师引导分析: 2 根据公式P=U/R可知，对于两个额定电压相同，额定功率不同的灯泡，额定功率大的电阻小。 在并联电路中，额定功率大的灯泡电阻小，但加在它们两端的电压相同，由公式P=U实2 / R可知，额定功率大的灯泡实际功率大，所以它就亮。在串联电路中，通过它们的电实实 2流相同根据公式P=U/R额定功率小的灯泡实际功率大，所以它就亮。 实实实 在教学过程中，对于学生理解的难点，我们要用实验和理论分析的方法相结合，并及时清理在教学中对学生学习会产生负面影响的信息，使学生真正理解物理规律的本质。 家庭电路知识 河北省蔚县代王城中学 康万胜 ?基础知识梳理 一、家庭电路的组成 1(供电线路 家庭电路的低压供电线路有两根线，一根叫火线，一根叫零线，它们之间有220V的电压。 2(电能表 位置:供电线路在接其它元件之前，首先接电能表，也可以说电能表要接在干路上; 作用:测量用户在一定时间内消耗的电能; 铭牌数据含义:220V是指电能表的额定电压，10A是指电能表允许通过的最大电流，1500r/kW?h是指每消耗1kW?h的电能，电能表的表盘转1500转; 读数方法:记下起始时间的值，再记下结束时间的值，两次的差就是这段时间消耗的电能，注意最末一位数字为小数部分，单位为千瓦时，也叫度。 3(总开关 位置:在电能表后，保险丝之前; 连接方法:有时用双刀开关同时控制火线和零线，有时用单刀开关只控制火线。 4(保险丝: 作用:在电路电流过大时，自动熔断，切断电路; 材料:电阻率较大而熔点较低的铅锑合金制成; 2 原理:根据焦耳定律Q=IRt可知，保险丝的电阻比较大，通过的电流较大，在相同时间内产生的热量就比较多，温度上升的较高，而保险丝的熔点又较低，所以会迅速熔断; 选择:保险丝的熔断电流稍大于家庭电路允许通过的最大电流，不能用更粗的保险丝，更不能用铜丝或铁丝代替保险丝。 5(用电器 位置:在保险丝后; 连接:各用电器之间并联连接，既保证了用电器之间互不影响，又使用电器两端的电压均为220V; 控制开关位置:用电器的控制开关要放在用电器和火线之间，不允许放在用电器和零线之间。 6(插座 作用:在家庭电路中插座是为了给可移动电器供电; 种类:分为固定插座和可移动插座，又分为两孔插座和三孔插座; 三孔插座的作用:三孔插座的两个孔分别接火线和零线，另一孔是接地的，这样在把三脚插头插入时，把用电器的金属外壳和大地连接起来。 二、测电笔 1(作用:辨别火线和零线，或检查物体是否带电。 2(构造:笔尖金属体、阻值很大的电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体。 3(使用方法:用手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触待测物体，如果氖管发光，说明接触的是火线，或与火线接通;如果氖管不发光，说明接触的是零线，或与火线没有接通。 三、家庭电路中电流过大的原因 1(发生短路是电路中电流过大的原因之一 (1)短路:就是电流没有经过用电器而直接构成通路。 (2)原因:发生短路时，电路中的电阻很小，相当于导线的电阻，电路中的电流会很大。 (3)实际情况:在安装时致使火线和零线直接接通，或用电器内部火线和零线直接接通;电线或用电器的绝缘皮由于老化而破损，致使火线和零线直接接通。 2(用电器的总功率过大是造成电流过大的另一原因 (1)原因:电源电压一定，用电器的总功率过时，根据公式I=P/U可知，电路中的电流会过大。 (2)实际情况:多个用户集中同时使用多个大功率的用电器;一个插座上使用多个大功率的用电器。 四、安全用电 (1)安全电压:不高于36V的电压。 (2)不要接触火线或与火线连通的导体，特别注意原来绝缘的物体导了电。 (3)不要靠近高压带电体，因为高压触电有两种类型:高压电弧触电和跨步电压触电，不接触也可以触电。 (4)触电处理:有人发生触电事故，绝不用手拉触电人，应赶快切断电源，或用干燥绝缘体把线挑开;高压触电，宜赶快通知专业人士。 (5)急救:触电人如果昏迷，应做人工呼吸，并送医院;如发生火灾，应先断电，再灭火。 ?重、难点知识辨析 一、用电能表测用电器的电功率 电能表是测量电功的仪表，也可以利用它的参数来测量用电器的电功率。在电能表的表盘上标明每千瓦时的转数，根据在一段时间内的转数，就可以求出用电器在这一时间段内做的电功，从而求出电功率。 具体做法:单独让待测用电器工作，从某一时刻开始计时，并数表盘转的转数，到某一时刻结束。这种方法测量不精确，在测量大功率的用电器的大体功率时可用。 二、为什么金属外壳的用电器要接地, 有金属外壳的用电器一般带三脚插头，对应插入三孔插座时，把用电器的金属外壳和大地连接起来，这是为什么呢,原来有金属外壳的用电器在内部由于火线绝缘皮的破损或失去绝缘性能，致使外壳与火线接通而带电，人触摸外壳就会触电。当把外壳与大地连接起来，外壳带的电会通过地线流到大地，人触摸就没有危险。 三、家庭电路的常见故障 1(断路 当电路某处断开，电路中无电流通过，用电器不能工作，就是断路。包括:用电器内部断路、火线断路、零线断路。造成断路的主要原因:电线断开、线头脱落、接触不良、用电器烧坏等等。 2(短路 电流没有经过用电器而直接构成通路就是短路。包括:用电器外导线的短路和用电器内部的短路。造成短路的主要原因:火线和零线用导线直接连接。 3(过载 当同时使用的用电器过多，用电器的总功率过大，使电路中的电流过大，超过电路允许通过的电流，致使保险丝熔断或烧坏电能表或造成用电器两端电压低于额定电压而不能正常工作。 4(漏电 用电器由于长期使用或接线不当，造成火线和其它不能带电的导体直接或间接接触，就是漏电，容易造成触电事故。 四、一种家庭电路常见故障检修方法 在家庭电路常见故障中，过载和漏电容易检查，而短路和断路比较难检查，我们可以用一检验灯泡对各个支路进行检修。如上图是其示意图:在火线干路上(一般在保险丝附近)接一额定电压为220V的灯泡，断开其它支路，只闭合某一支路，就可检查这一支路。如图:断开S，只闭合S，如L不发光，则L所21检验1 在支路断路;如L不正常发光，则L所在支路短路;如L发光，但较暗，则L所在支路正常。用同样检验1检验1 的方法可检查其它支路。 关于白炽灯的几个问题 河北省衡水市清凉店中学 张长青 一、原理 任何导体中有电流通过时，导体都会发热，这是电流的热效应。白炽灯就是根据电流的热效应原理来工作的。当灯丝中通有电流时，电流做功，电能转化为热能，使灯丝温度升高到白炽状态(2500以上)而发光。 二、构造 白炽灯主要由灯丝、玻泡和灯头三部分组成。 灯丝由耐高温的钨丝制成。为了使热量集中，提高灯丝温度，灯丝绕成螺旋状。功率越大，灯丝越粗，绕成的螺旋相应也越粗。 玻泡由热膨胀系数小的石英玻璃制成。为了防止灯丝在高温下氧化而烧断，灯泡内抽成真空，同时为了提高灯泡的耐压能力，灯泡做成球状。为了减缓钨在高温状态下的升华，大于60瓦的灯泡内要充入氮、氩等气体。 灯头用薄钢板冲压而成，起接线柱的作用，通常分螺口和卡口两种。为安全起见，家庭电路使用螺口灯泡，各种车辆使用卡口灯泡较多。 三、使用 家用白炽灯同其他电器并联使用，开关接在火线上并和灯尾接线柱相连。 安装时将白炽灯泡顺时针旋入螺口灯座内，注意松紧度要合适，既不要使螺旋外露，又不要旋入太紧将灯座内的舌簧压死而造成短路。 四、故障判断 1(开关接通，灯泡亮一下随即就不亮了，其他用电器仍能正常工作，取下灯泡发现灯丝断了。 出现以上问题一般有两种情况。第一，由于常温下灯丝电阻比正常发光时电阻小，因而开灯瞬间电流大，造成灯丝局部温度过高而烧断;另一种情况是，电灯使用较长时间后，由于升华灯丝变细，不能承载足够大的电流而烧断。 上述情况往往在深夜电压高时更容易发生。 2(将上述断丝的灯泡灯丝小心搭接，重新旋入，接通开关，发现电灯比原来明显变亮了，并且搭接处更亮。 这是因为重新搭接后灯丝接入电路中的长度变短，灯丝电阻变小，灯的实际功率变大所致。同时，同其他部分相比，搭接处接触面很小，接触电阻大，发热更多，所以更亮。 由于以上原因，重新搭接的灯泡使用时间不长还会烧断，而且往往是在搭接的地方烧断。 3(换上新灯泡，接通开关，灯泡亮一下，但随即冒白烟，继而不亮了，其他用电器工作正常。 这种情况原因是灯泡抽真空不彻底，残留有空气，灯丝在高温状态下和氧气反应而烧断，属质量问题。 有时，灯泡由于外力作用导致局部出现细微裂痕，空气进入，也会出现这种情况。 4(新灯接入后，灯泡不亮，而其他用电器工作正常。 原因是灯泡旋入太少，灯尾接线柱没有和灯座内的舌簧相接，只要再旋紧些即可。 5(换上新灯泡后，接通开关，电灯不亮，全部用电器均不工作，经检查，用户总保险丝烧断。 这是因为接灯泡时旋入太紧，致使灯座内的舌簧和螺口相触造成短路。可以先断开总开关，用螺丝刀将舌簧小心撬起，重新接入即可。 五、效率 白炽灯是利用电流的热效应工作的。电流做的功中，大部分电能转变为热能，只有少部分电能转变为光能，效率仅为10%,20%左右，可见其效率是很低的。日光灯由于发光机理不同，效率可提高到40%左右。现在新型的电子节能灯的发光效率能达到60%—80%，所以，从节能的角度来看，应提倡使用电子节能灯。 正确使用电流表 江苏丰县广宇学校 刘庆贺 电流看不见、摸不着，要知道它的大小和方向，就要用电流表。怎样正确使用电流表呢, 用前校零 使用电流表前首先要校零(即让指针对准刻度盘的零刻度线)，同时弄清电流表的量程和最小刻度值。 串联接入 电流表要串联在被测电路中。因为电流表实际上相当于一根导线。若让电流表并联在被测电路两端，电流表会把被测电路短路，轻者使电路不能正常工作，重者使电流表烧坏，电源损坏。 正进负出 电流要从电流表的“+”接线柱流入，“—”接线柱流出。如果正、负接线柱接反，则电流表的指针就会反向偏转，容易造成指针碰弯或损坏电流表的事故。同时应注意:电流表有正、负接线柱，不是正、负极，电源才有正、负极。 选择量程，快速试触 被测电流不能超过电流表的量程。电流表的量程是指允许通过电流表的最大电流值。若能预先估计出被测电流的大小，根据估计电流的大小，选择量程合适的电流表。若不能估测被测电流的大小，采用最大量程“试触法”选择合适的量程。试触时，闭合开关，用线头接触电流表的最大量程的接线柱并迅速移开，观察指针偏转的范围，如果超过最大量程，就应换用更大量程的电流表，否则该电流表将被烧坏;如果小于最大量程而大于最小量程，就应选择最大量程的接线柱;如果小于最小量程，就应选最小量程的接线柱。有同学会问:从电流来看，无论用大量程还是小量程，只要指针偏角未超过量程，都可读出电流的大小，为什么还要在大量程偏角很小时换用小量程测呢,大家仔细观察一下电流表上的刻度就会发现，大量程与小量程的刻度上，每个小格的电流值不同(即最小分度值不同)，具体来说，如一个电流表有0,3A和0,0(6A两个量程，用0,3A量程时每小格表示0(1A，用0,0(6A量程时，每小格表示0(02A，我们说0,0(6A量程的准确度高些，如果通过电流表的电流是0(04A，用0,3A量程去测就读不准确，而用0,0(6A量程去测就可以读准确。可见换用小量程测量是为了提高测量的准确度。 禁接电源 因为电流表实际上相当于一根导线，若把电流表直接接到电源两极上，将会造成电源短路，会烧坏电源和电流表。 纵观近几年的中考题。对电流表的考查主要涉及到电流表的错接、量程的选择及表盘的读数。应此要求同学们对使用规则要熟练把握，认真分析错接造成的短路、反偏、满偏现象，掌握试触的原则，合理选择量程，正确地根据指针位置记录电流值。 例1 甲、乙、丙三位同学在做“用电流表测电流”的分组实验中，闭合开关前，他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动分别出现了如图1甲、乙、丙所示的三种情况。请分析他们在电流表的使用上分别存在什么问题，并写在下面的横线上。 图1 甲同学的问题:________________________________________; 乙同学的问题:________________________________________; 丙同学的问题:________________________________________。 解析:甲图中电流表指针向相反方向偏转，说明甲同学把电流表正、负接线柱接反。乙图中电流表指针偏转角度太小，说明乙同学电流表所选量程偏大。丙图中电流表指针偏转角度过大，说明丙同学电流表所选量程偏小。 例2 我们知道，测量时总存在误差，通常将测量值与真实值之差叫做绝对误差。初中电学实验中所用电流表的准确度等级一般是2(5级的。2(5级电流表的含义是，用该电流表测量时的最大绝对误差不超过满刻度值的2(5,。下表给出了用2(5级电流表测量电流时，电流表指针的偏转角度与百分误差(即最大绝对误差与电流表读数之比的百分数)之间的关系。 电流表指针的偏转角度 量程为0,0(6A电流表的读数 百分误差 满刻度 0(60A 2(5% 满刻度的二分之一 0(30A 5(0% 满刻度的三分之一 0(20A 7(5% 满刻度的四分之一 0(15A 10% 满刻度的十分之一 0(06A 25% 满刻度的二十之一 0(03A (1)上表中的最后一空处相应的百分误差应是_____________%。 (2)从上表中的数据可以看出，该电流表的指针偏转的角度越大，百分误差___________(选填“越大”“越小”或“不变”)。 (3)如果用准确度等级是2(5级的电流表进行测量时要求百分误差小于3(75%，则该电流表指针的偏转角度应大于满刻度的_______________。 解析:(1)对比表格第一列和第三列，可以看出，电流表指针的偏转角度是满刻度的几分之一，百分误差就是2(5%的几倍。所以最后一空应是20×2(5%=50%。 (2)从表格容易得出:电流表的指针偏转的角度越大，百分误差越小。 (3)由(1)中得出的规律，3(75%?2(5%=1(5，电流表指针的偏转角度应大于满刻度的值为:1?1(5=2/3，即三分之二。 家用电热器具都是利用了电流的热效应吗, 山东省莒县店子集镇中心初中 常松东 随着社会的发展和人民生活水平的逐步提高，越来越多的电器进入到了我们寻常百姓之家。其中有好多都是将电能最终转化为内能的，如电熨斗、电烙铁、各种各样的电暖器、厨房里用的电炉子、电磁炉、电饭煲、微波炉、浴室里用的热水器等等，他们都是将电能转化为热，但并不都是利用了电流的热效应。 电热类家用电器按电热元件的电热转换方式可分为电阻式、红外式、感应式、微波式四大类。 一、电阻式 电阻式电热器具是直接利用了电流的热效应。这种电器的核心部分是发热体，是由电阻率大、熔点高的材料制成的。电流通过发热体后产生热，这些热再以热传递方式(传导、对流、辐射)传送到被加热物体。这种加热方式是目前使用最为广泛的一种形式。如电熨斗、电烙铁、电炉子、电饭煲(电饭锅)、电热水器、PTC暖风机、石英管电暖器等。充油式电暖器(又称电热油灯，机体内充有高温炼制的导热油，发热量比较大)，也是利用了电流的热效应。 二、红外式 红外线也是一种电磁波，其波长在1?m以上时极易被物体吸收，使物体温度升高。红外式电热器是利用了红外线的热作用。其加热原理就是在电热元件??电阻发热丝通电后，使电能转化为热能来加热某种红外线辐射物质，使其辐射出红外线来加热物体。红外式电热器具的原理是辐射加热方式，具有大幅度节约能源、升温迅速、穿透力强、设备简单、没有污染，是一种很有发展前途的电热器具。 红外线系列电暖器的灯管有卤素管与石英管之别，石英质量会好些。石英管电暖器即插即热，冷却得也快，适用于浴室。很多红外线系列的电暖器，都做成风扇的造型，可摇头、定时、伸缩直杆，因此，如果几个人在一起聊天，扇形电暖器是很适合的。但是，远红外系列的电暖器在使用的时候会散发出光线，所以不太适合放在卧室。 浴霸的工作原理是通过红外灯泡的热辐射，来升高光照区域内的温度。 电烤箱也称电烤炉，一般以石英管或金属电热管作为加热元件，都是以远红外辐射来加热食品。电烤箱可以在家庭中烤制肉类及面食等。 三、感应式 感应发热式的电器本身不具有发热元件，而是具有一定感应圈，感应圈通电后，在被加热器具上产生感应电流，引起被加热容器发热，如电磁炉。 电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流(又称为涡流)的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流在导体内部克服内阻而流动时便产生了热(故:电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍)使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。 电磁炉的加热原理决定了其使用的锅必须是导磁材料才能实现加热的目的。 四、微波式 微波是如何加热食物的呢,首先我们了解微波的特性: (微波是一种电磁波。其波长为0(01,1米，其对应的频率为30000兆赫到300兆赫， 1 为了便于微波器件的标准化和不干扰雷达和其他通讯系统，微波炉的工作频率多选用915兆赫或2450兆赫。 2(微波在传播过程中碰到铜、铁、不锈钢等金属材料时就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它。 3(微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，犹如光线通过玻璃一样，几乎不消耗能量。 4(由于水分子等自身的特性，对含有水分的食物，微波不但不能透过，其能量反而会被吸收。 微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，可以阻挡微波从炉内逃出，以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用塑料或陶瓷等绝缘材料制成，这些材料吸收微波能力很差，所以在食物加热过程中容器几乎不发热。微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动频率为24(5亿次的微波，能穿透食物达5cm深，这种每秒24(5亿次的振荡频率能高速振荡物体内的水分子和脂肪分子，使食物中的水分子和脂肪分子也随之剧烈运动，相互摩擦碰撞，从而产生了大量的热能，于是食物“煮”熟了，这就是微波炉加热的原理。 用普通炉灶煮食物时，热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的。而用微波炉烹饪，热则是直接在食物内部的整体同时产生，所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上。目前，其它各种炉灶的热效率无法与它相比。而微波炉由于烹饪的时间很短，能很好地保持食物中的维生素和天然风味。比如，用微波炉煮青豌豆，几乎可以使维生素C一点都不损失。另外，微波还可以消毒杀菌、解冻、干燥„„。 使用微波炉时，应注意不要空“烧”，因为空“烧”时，微波的能量无法被吸收，这样很容易损坏磁控管。也要注意不要直接烧水，以免出现过沸现象伤人。另外，人体组织是含有大量水分的，一定要在磁控管停止工作后，再打开炉门，提取食物。 通过以上材料我们可以看出:无论是电阻式，还是红外式或是感应式都是直接或是间接地利用了电流的热效应。 从能量角度来说，微波炉的微波与广播、电视的电波相似，它本身不会发热，只是一种能量。人们日常生活中使用的微波炉就是将通用的电能转化为2450兆赫的超高频电磁波(即微波)，并在炉腔内被食物吸收，使微波能又转化为食物的热能，从而达到对食物加热的目的。 一种极易被忽视的单相电度表错误接线 重庆市垫江县包家学校 冉顺才 220V单相电度表接线共四条线:两条进线和两条出线(如下图)。一般是1和3为进线，2和4为出线。而我最近观察到我地某单位的单相电度表的错误接线情况，发现只接了三条线，有的接的是接线孔1、2和3，有的接的是接线孔1、2和4。 (1)接1、2、3或4时的原理: 将220伏单相电度表的接线接成(图一)时，省掉了接线孔4上的零线。有的人认为这种接线电度表运转正常，计量准确，其实不然，造成少计电度。 当220伏单相电度表上的零线接触良好时，省掉了一根零线并不影响电度表的准确计量。但当接线孔3上的零线由于氧化或其它原因断开时，电户能继续正常用电，而电度表的电压线圈失压致使电度表停走，造成少计电度。 由上图可知:接1、2、4时跟接1、2、3时是等效的。 (2)接1、2、3和4时的原理: 将220伏单相电度表接成(图二)时，当接线孔3上的零线断开时，电度表电压线圈失压电度表停走，用户用电亦终止;当接线孔4上的零线断开时，负荷零线断开，电度表电流线圈不通过电流，电度表停走。 上述两种情况均不会出现少计电度问题，所以应将220V单相电度表的接线接成图二所示，以提高计量的准确性。 电风扇涉及到的物理知识 山东省寿光市世纪中学 尹良国 该文章适合初三学生的学习和毕业班学生的复习用，对于学生综合运用物理知识起到了抛砖引玉的作用。 电风扇是人们避暑的常用家电，它在工作时涉及到很多物理知识，同时也是中学物理经常考察的知识点。现在从力、热、电三方面分析如下: 1(当电风扇静止时，竖杆对其拉力等于电风扇本身的重力，那么当电风扇工作起来以后有没有必要担心竖杆因受力增大而掉下来呢, 答案是否定的。为什么呢,因为当电风扇转动起来以后，扇叶把空气推向下方。即扇叶对其下方的空气有向下的力，根据“物体间力的作用是相互的”可知:空气对扇叶同时也有向上的力，明确这一点以后，再对电风扇进行受力分析，电风扇在竖直方向上受到3个力的作用，即:竖直向下的重力;竖直向上的竖杆对电风扇的拉力和空气对电风扇的向上的力。因此可以知道:此时竖杆对电风扇的拉力一定要比静止的时候减小。因此，我们完全没有必要担心电风扇转动起来以后会因为承受的力增大而掉下来。 2(当我们在炎热的夏天使用电风扇的时候，会感觉到凉爽。那么凉爽的原因是不是电风扇工作起来以后使室内的温度降低了。 情况恰恰不是这样的。(假设房间与外界没有热传递)室内的温度不仅没有降低，反而会升高。让我们一块来分析一下温度升高的原因:电风扇工作时，由于有电流通过电风扇的线圈，导线是有电阻的，所以会不可避免的产生热量向外放热，故温度会升高。但人们为什么会感觉到凉爽呢,因为人体的体表有大量的汗液，当电风扇工作起来以后，室内的空气会流动起来，所以就能够促进汗液的急速蒸发，结合“蒸发需要吸收大量的热量”，故人们会感觉到凉爽。 请大家思考:使用空调能够制冷的工作原理。并与电风扇的工作原理作比较。(提示:空调制冷循环路线与电冰箱相似，也有压缩机、冷凝器、蒸发器。空气的调节过程是这样的:一方面，室内经过过滤的空气与室外进入的新鲜空气一起进入蒸发器周围受冷却，由离心风机把冷气吹入室内;另一方面，用小风扇加速冷凝器的冷却，并将其周围的热空气吹出室外。这样，就使居室达到降温换气的目的。) 3(电风扇的主要部件是:交流电动机。其工作原理是:通电线圈在磁场中受力而转动。能量的转化形式是:电能主要转化为机械能，同时由于线圈有电阻，所以不可避免的有一部分电能要转化为内能。鉴于其能量转化形式和欧姆定律的使用范围，所以电风扇的电流、电压和电阻不能直接套用欧姆定律。在计 2算电风扇工作消耗电功的时候，只能用公式:W=UIT，而不能用公式:Q=IRT，因为电功的公式:W=UIT适 2用于电流做功的一切情况，当然包括电流转化为内能的情况。但是焦耳定律:Q=IRT的适用范围是:纯电阻电路即电能全部转化为内能的电路。如果利用焦耳定律计算出来的是电风扇工作时，线圈由于有电阻而放出的热量。下面提供一个这方面的例题供大家理解:一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2欧，线圈中的电流为10A，这台电动机正常工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则这台电动机一秒内消耗的电能和产生的热量分别是多少,转化为的机械能是多少,(答案:W=3800J，Q=200J，转化为机械能是:3600J) 4(电风扇用久以后，扇叶的下面很容易沾上很多灰尘，什么原因呢, 因为电风扇在工作时，由于扇叶和空气相互摩擦而使扇叶带上了静电，结合带电的物体能够吸引轻小物体的性质，从而能够吸收室内飘浮的细小灰尘造成的，所以扇叶的下面很容易沾上很多灰尘。 专题:用电器短路 山东梁山中英文学校 吕联合 一、定义 用电器短路，就是用导线将用电器的两端连接起来,注意:导线的两端之间不能有电源,。如图1和图2所示。 二、特征 (1)用电器短路时，绝大部分电流通过导线，只有极小的电流通过用电器。此时，可以近似认为没有电流通过用电器。 (2)因为通过用电器的电流太小，所以用电器不能工作。在分析电路连接形式时，可以把被短路的用电器去掉，再将电路整理为简单、直观的“等效电路”。 三、应用 ,1,实际应用 家庭电路中，使用金属外壳的用电器时，为了安全应接地线，其工作原理就利用了短路。接地线和人体并联，且都与大地相连，此时接地线将人体(可以认为人体是电阻较大的用电器)短路了。当用电器的金属外壳带电时，如果人触及外壳，也只有极小的电流通过人体，保障了人身安全。 具有多挡位的用电器一般都利用电阻丝的短路，如电饭锅、电炒锅、电褥子等。如图3所示是电饭锅的工作原理图，它有两个挡位:加热挡和保温挡。当开S断开时，R和R串联接入电路，此时电路中电12 阻较大，电路总功率较小，电饭锅处于保温状态。当开关S闭合时，只有R接入电路，电路总功率增大，2 电饭锅处于加热状态。 与电饭锅类似的电路还有很多，它们都是利用短路改变电阻，从而达到改变总功率的目的。近年中考出现的电路设计题就有考查这个知识点的，下面就是一例: 从商店买来的电热毯的铭牌上标有“220V 100W”的字样，使用中有时感觉到温度有点高，现想利用一个开关和一个电阻R改装成两挡，使电热毯的功率或为额定功率，或为36W，请你设计一个电路，完成这项改装。要求计算出所需电阻R的大小。 该题请同学们自行分析。 ,2,设计电路 利用短路可以控制用电器的工作。 例如，设计一个自动防盗报警电路，要求:若门被打开，细导线被扯断，电铃自动报警。 设计此电路的突破口是“细导线被扯断，电铃自动报警”。由此可知，细导线不断，电铃不响，所以用细导线将电铃短路，后与其它用电器串联，即可达到要求。 由上例我们得到，如果电路设计要求:开关断开，用电器工作;开关闭合，用电器停止工作，就应考虑利用短路。 四、注意事项 (1)在并联电路中，如果一个用电器被短路，则其它用电器也将被短路。 (2)判断用电器是否短路，应从短路的定义来分析，即根据“用导线将用电器的两端连接起来”判断。 如图4所示，这几个用电器看似“短路”，但它们都不符合短路的定义。导线AC虽然接在L和L12两端，但两灯之间还引出导线BD，所以不能判断是短路。实际上，这三盏灯是并联。 (3)若电源被短路，由于电路中的电阻很小，将导致电流很大，电流将被烧坏。此时从形式来说用电器也被短路，很多同学看到这种现象就不假思索地认为用电器也被烧坏。实际上用电器非常安全，因为它根本不工作。 巧测小灯泡的额定功率方法多 山东省莱州市过西中学 王林峰 题目1: 在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师提供了下列器材:额定电压为U的小灯泡、电源(电压0 未知)、一个阻值R的定值电阻、一个滑动变阻器、一个电流表或电压表、两个单刀单掷开关和若干导线。 请你(1)设计实验的电路图。 (2)写出实验的主要步骤和额定功率的表达式。 方法一:电路图: 步骤:第一步:闭合S，移动滑片P，使电压表的示数为U。 2,第二步:断开S，再闭合S，保持滑片不动，记下电压表的示数U。 21 表达式: 方法二:电路图: 步骤:第一步:闭合S，移动滑片P，使电流表的示数为。 1 第二步:断开S，再闭合S，保持滑片不动，记下电流表的示数I。 12 表达式: 题目2: 在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师提供了下列器材:额定电压为U的小灯泡、电源(电压0 未知)、一个阻值R的定值电阻、一个滑动变阻器、一个电流表或电压表、一个单刀双掷开关和若干导线。 请你(1)设计实验的电路图。 (2)写出实验的主要步骤和额定功率的表达式。 方法一:电路图: 步骤:第一步:S掷向2，移动滑片P，使电流表的示数为U。 0第二步:S掷向1，保持滑片不动，记下电流表的示数U。 表达式: 方法二:电路图: 步骤:第一步:S掷向1，移动滑片P，使电流表的示数为。 第二步:S掷向2，保持滑片不动，记下电流表的示数I。 表达式: 题目3: 在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师提供了下列器材:额定电流为I的小灯泡、电源(电压0 未知)、一个阻值R的定值电阻、一个滑动变阻器、一个电流表或电压表、一个单刀双掷开关和若干导线。 请你(1)设计实验的电路图。 (2)写出实验的主要步骤和额定功率的表达式。 方法一:电路图: 步骤:第一步:S掷向2，移动滑片P，使电压表的示数为。 第二步:S掷向1，保持滑片不动，记下电流表的示数U。 表达式: 方法二:电路图: 步骤:第一步:S掷向1，移动滑片P，使电压表的示数为。 第二步:S掷向2，保持滑片不动，记下电流表的示数。 表达式: 题目4:在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师提供了下列器材:额定电压为U的小灯泡、电源0(电压未知)、一个电阻箱、一个滑动变阻器、一个电流表或电压表、两个单刀单掷开关和若干导线。(不 计灯丝的电阻随温度的变化而变化) 请你(1)设计实验的电路图。 (2)写出实验的主要步骤和额定功率的表达式。 方法一:电路图: 步骤:第一步:闭合移动滑片记下电流表的示数。 第二步:闭合保持滑片不动，调节电阻箱使电流表的示数仍为，读出电阻箱的阻值R。 表达式: 方法二:电路图: 步骤: 第一步:闭合移动滑片记下电压表的示数。 第二步:闭合保持滑片不动，调节电阻箱使电流表的示数仍为，读出电阻箱的阻值R。 表达式: 电灯泡为什么呈梨形, 朱继昌 电灯泡的灯丝是用金属钨制成的。通电后，灯丝发热，温度高达2500?以上。金属钨在高温下升华，一部分金属钨的微粒便从灯丝表面跑出来，沉淀在灯泡内壁上。时间一长，灯泡就会变黑，降低亮度，影响照明。 科学家们根据气体对流是向下而上运动的特点，在灯泡内充上少量惰性气体，并把灯泡做成梨形。这样，灯泡内的惰性气体对流时，金属钨蒸发的黑色微粒大部分被气体卷到上方，沉积在灯泡的颈部，便可减轻对灯泡周围和底部的影响，保持玻璃透明，使灯泡亮度不受影响。 为何白炽电灯不宜频繁开闭, 朱继昌 丁天然 大家知道，白炽电灯是利用电流热效应制成的。开关闭合时，灯丝中有电流通过，灯丝热到白炽状态就发出明亮的光。一般来说，国产白炽灯的平均使用寿命约1000小时。因为灯丝在白炽状态下，全属钨要升华，有固体微粒不断从灯丝上跑出来。温度越高，升华越厉害。升华的结果使灯丝逐渐变细，使用时间长了，灯丝细到一定程度，就容易烧断。显然，减少灯丝升华，就等于延长了灯泡的寿命。 一个“220V，100W”的白炽电灯，正常发光时，通过灯丝的电流I,P,U,100瓦,220伏,0(455安。这时，灯丝的电阻R,U,I,220伏,0(455安,484欧。可是，把灯泡从灯头上取下来，在室温下测量灯丝的电阻，只有40欧姆左右。就是说，白炽电灯不发光时电阻小、发光时电阻大。可以想到，开灯瞬间，通过灯丝的电流是由大变小的。 5(5安; 不难计算，开关刚闭合时，通过灯丝的电流为:220伏,40欧,这时的电功率为220伏×5(5,1210瓦，比灯泡正常发光时的额定功率100瓦大得多。这说明，开关闭合的瞬间，灯丝是在强电流、大功率下工作的，灯丝温度便急剧升高。这时，灯丝的升华比正常工作时要快些。看来，减少白炽电灯的开闭次数，对于延长它的使用寿命是很有好处的。 同样，电视机的显像管、日光灯管里也都装有灯丝，在开关刚闭合的瞬间，通过灯丝的电流也都大于正常工作时的电流。所以频繁地开关，对它们的使用寿命均有一定程度的影响。有人说，开闭一次，电视机或日光灯的寿命使减少几小时，这话虽有些夸张，却是颇有道理的。 当然，白炽灯泡价格便宜，做到人走灯灭，节约用电是必要的。但对价格昂贵的电视机来说，在正常使用中，尽量减少开闭次数，确实是延长其使用寿命的重要措施。 搭丝灯泡的寿命为何不长, 朱继昌 白炽灯泡的灯丝断了，常常有人再搭上使用，但寿命却不长，这是为什么, 白炽灯泡的钨丝断了之后再搭接上，这时钨丝的总长度会缩短一些，钨丝短了，它的电阻就会减小。如果外加电压仍保持220伏不变。通过钨丝的电流就比原来的大，实际消耗的电功率也就会增加，所以搭丝灯泡通电后会比以前明亮。但是，这时的灯泡是在大于原额定功率的情况下工作的，钨丝的温度就大大超过了设计的标准温度，钨丝升华加快。所以，它不能持久，很容易再次烧断。另外，搭接处的断丝不能牢固地熔接在一起，稍有振动，搭接处容易再次脱落。 电度表是怎样测量电功的, 现在，许多家庭都装上了电度表。当你打开电灯或其他用电器时，电度表里的圆间盘使转起来，数字窗里的读数也慢慢增加。月底的时候查看电度表里的数字，就能知道你家这月用了多少电。 这种能够测量用电多少的仪表叫电能表，又称火表和电度表。 电度表由电压磁铁、电流磁铁、可绕轴旋转的铝盘以及计数机构四部分组成(图4,1)。电压磁铁的通电线圈匝数多，导线细，与电源并联;电流磁铁的通电线圈匝数少，导线粗，与用电器串联。 当有电流通过时，两只电磁铁产生磁性，它们共同作用在铝盘上，便可驱动铝盘绕轴转动。如果你家的照明灯或家用电器打开的多，通过电度表的电流就大、铝盘转得就快、计数器累积的数字就大。用电时间越长，铝盘转动时间就越长，累积的数字也越大。这样，你家用电器耗电的多少就可以从计数器中显示出来。所以，电度表是一种能测量用电多少(或说电流做功多少)的仪表。 怎样算出用电多少, 现在，许多家庭都装上了电度表。当你打开电灯或其他用电器时，电度表里的圆间盘使转起来，数字窗里的读数也慢慢增加。月底的时候查看电度表里的数字，就能知道你家这月用了多少电。 这种能够测量用电多少的仪表叫电能表，又称火表和电度表。 电度表的表盘上写有“KWh”，表示该电度表的电能计量单位是“千瓦时”，即“度”。1度电相当于40瓦灯泡点25小时所消耗的电能。 计数窗左边的6个格子显示的数字是整数部分，最右边的红色格内显示的数字是小数部分，图4,2中的数字显示是3706(5度。如果计数窗中1月底示数是3676(3度，2月底示数是3706(5度，把两数相减，3706(5度,3676(3度,30(2度，就可以知道2月份用电为30(2度。