王成 王浩

摘  要：很多高中物理知识需要在初中的基础上进行提升和修正，如电阻率受温度的影响导致小灯泡电阻不是定值，电源输出电压不是定值等。文章围绕这两个变化展开讨论，以期在分析、总结问题的过程中培养学生的思维能力。

关键词：灯泡;伏安特征曲线（I-U曲线）;工作点

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）5-0061-5

1    背  景

在高中物理《恒定电流》一章中，电路实验“描绘小灯泡伏安特性曲线”，初步呈现了高中电路实验的几个核心问题：①滑动变阻器分压式接法（区别初中的主要接法为限流式接法）;②电流表外接法和内接法不同选择的依据和不同选择的误差分析;③通过对实验结论的分析，学生了解到小灯泡不是定值电阻，初中的公式RL= 在此处不适用。进一步通过对I-U曲线分析可知，小灯泡的电阻值随着U（I）变化而变化，变得很“调皮”，如图1所示，R1≠R2。

通过对电动势概念的学习，学生了解到电源有内电阻，也因此电源不是恒压输出，电源对负载供电时有“纠结”的心态：R 增大时，干路电流I 变小，路端电压U 增大;R 减小时， I 变大，U 变小，I-U曲线为减函数。

当“纠结”的电源对“调皮”的小灯泡供电，电路将会用多大的U和多大的I工作呢？下面就这个问题做一些讨论。

2    问题分类讨论

2.1    一个灯泡

2.1.1    一个灯泡接入已知电源

将伏安特性曲线已知的一个灯泡接在已知电源上，求灯泡的实际功率。

【方法一】

在小灯泡的I-U曲线图上画电源的伏安特性曲线，得交点A（U0，I0），A即为工作点，工作点与O点形成的矩形面积代表灯泡的P 。……