李胜良

摘 要：物理教学有时难点不在物理思维，而在于学生能否用数学思维去解决物理量间的数量关系问题。

关键词：数学思维;数学知识;物理教学

新课标下初中物理教学要求注重培养学生的多元能力、中考试题及物理习题中强化了学科渗透的考查，其实物理学习有时难点不在物理思维，而在于学生是否能用数学思维去解决物理量间的数量关系，今天我就从测量小灯泡电功率实验教学中谈一谈我对这一问题的几点思考：

一、数学思维在电功率实验设计中的作用

测量小灯泡电功率实验的设计目的是探究小灯泡亮度与实际电功率的关系，是一个探究规律性的实验，在物理知识准备上，上一节课讲了额定功率和实际功率的概念，本节课实验设计从数学角度应以额定电压为参照分三种情况进行设计，即U实=U额，U实U额，而且有且仅有这三种情况才具有代表性，不会以偏概全，探讨出灯泡亮度与实际电功率关系的普遍规律，在考虑到小灯泡安全使用情况下，当U实>U额时，U实一般只能为U额的1.2倍左右。

根据测量原理P=UI，学生提出两种设计方案：

从以上表格中我们可以知道方案二比方案一要好得多。

在测量小灯泡电功率实验中，我们一般选择了两种灯泡，一种灯泡铭牌为2.5V，一种灯泡铭牌为3.8V，当我们选择铭牌为2.5V灯泡时，电源电压U=3，U额=2.5V，故选2节干电池作为电源，实验电路为：

并且引导学生选择电压表0-3V量程，电流表0-0.6A量程，可以顺利完成实验。当我们选择铭牌为3.8V灯泡实验时，常理上电源电压U=1.2，U额=4.5V，选三节干电池作为电源，毫无疑问，学生在连接电压表时要用0-15V量程。但在具体教学中，有同学认为0-15V量程测电压精确度太小，不如换用6V电源电压，用电压表测滑动变阻器电压达到间接测小灯泡电压，结果更精确，操作更可行。但也有学生反驳间接测小灯泡电压，在串联电路中，U=U-U滑，电源电压不准，误差会更大。

甚至得不到准确额定电功率，故用这一电路设计应再测电源电压或使用学生电源，数学思维在主导学生求异思维发展，使学生的物理思维更具逻辑性，更缜密。

现列表比较如下：灯L，3.8V，0.3A

二、数学思维在测量小灯泡电功率实验中对滑动变阻器变化范围的选择起到关键性作用

在测量小灯泡电功率实验中，若灯泡额定电压为UL，额定电流为IL，电源电压为U，因为灯L与滑动变阻器串联，则R滑=■略大。

例1：在测量小灯泡电功率实验中，若灯L铭牌上标有2.5V字样，电阻大约为10Ω，电源电压为4.5V，测小灯泡电功率应选用A：2A，0-20Ω，B：1A，0-10Ω滑动变阻器。

故应选B。

例2：在测量小灯泡电功率实验中，若灯L铭牌上标有“2.5V，0.3A字样，电源电压为6V，若用一个铭牌为“1A，10Ω”的滑动变阻器，能否测出小灯泡额定功率？若现还有一个5Ω电阻和一个“1A，10Ω”变阻器，试设计电路重新测量小灯泡额定电功率。

解：UL=2.5V，IL=0.3A

U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V

故滑动变阻器不合要求。

改進后电路中多串联了一个5Ω电阻或再串联一个“1A，10Ω”滑动变阻器。

除此之外还可减小电源电压。

从上述两例我们知道串联电路应抓住灯L与滑动变阻器电压之和等于电源电压这一数学关系，结合欧姆定律和串联电路电流规律来设计实验，计算物理量，学生才会融会贯通，数学思维是解决物理问题的桥梁和

纽带。

三、数学思维可加深对测小灯泡电功率函数图像的理解

我们在做完测量小灯泡电功率实验后，根据数据可描绘出一条小灯泡电压、电流函数图像为一条曲线，在这条曲线中我们可以认识和找到以下结论：

1.小灯泡电阻受温度影响，随着温度升高而增大。

2.小灯泡亮度随着电压表示数增大而增大，也就是说小灯泡亮度随着实际电功率增大而增大。

3.小灯泡某一电压下电功率为函数图像中横、纵坐标围成的长方形的面积，体现了公式P=UI。

4.在图像中找出小灯泡正常发光时额定电压、额定电流坐标点，计算小灯泡额定功率。

5.在图像中找出小灯泡实际电压下的电流值，计算实际电功率并与额定功率下灯泡亮度进行比较。

数学中函数表达式和函数图像，为我们在物理实验中处理实验数据寻找物理规律起到了关键性的作用。

总之，《义务教育物理课程标准》明确指出物理教学任务之一就是培养和提高学生的思维能力，分析问题和解决问题的能力，一定加强学生素质教育，我们知道学生素质中的各种能力是以思维能力为核心发展起来的。因此在物理教学中，既要科学地传授知识，又要善于引发开拓学生思维，特别是数学思维与物理思维的相互关系。

物理的实验验证观点经常被数学所运用，同理，数学的严谨推理和周密分析方法也应为物理所借鉴，寻找两门学科的联络点，进行跨学科点拨，对学生举一反三，提高学习效率至关重要。

编辑 谢尾合