在中学物理课上,小灯泡通常起下面几个作用:
1. 它是一种“用电器”。
2. 它是非定值电阻的一种,即,它的电阻值不是恒定的,而是随温度升高而变大。
3. 用它做用电器,测量其电功率,并演示实际电功率随实际电压的变化,以及小灯泡亮度与实际功率之间的关系。
不过,我们想一下,小灯泡最重要的特点是什么?
当然是它能发光!
小灯泡通电时,为什么会发光呢?这个问题很自然。
课本对这问题,可以有几种做法。
第一种做法
完全回避这个问题。
只管用小灯泡演示电阻随温度升高而增加,只管测量小灯泡在不同大小电压下的电功率,并比较灯泡亮度与电功率的关系。
但是,对于电流为什么可以让灯泡发光,完全不提。
(为什么完全不提呢?也许是因为,“物体为什么会发光”这知识,不在中学物理课程大纲内。)
不但完全不提电流为什么可以让灯泡发光,而且不明确地指出来,正常工作时,灯丝的温度非常高,达到上千摄氏度!
虽然课本会重点讲焦耳定律(电流经过导体时产生热量的公式),但它好像忘了,小灯泡可作为这方面最惊人的代表。电流可以让灯丝的温度达到上千摄氏度啊!
第二种做法
明确地指出,电流通过灯丝时,使灯丝达到很高的温度。
可是,灯丝的高温度与它的发光之间,是什么关系?不提。
这样,学生搞不清,高温仅仅是附带效应呢(就像手机有时会发烫,但那是附带效应),还是发光是由高温引起的?
第三种做法
明确指出:灯丝发光是高温引起的。电流的作用只是使灯丝发热,达到很高的温度(发光的事,电流就不用管了)。假如用别的方法,比如用很高温度的火焰,把灯丝加热到相同的温度,灯丝也会发出一样亮的光。只不过这时候,我们不会叫它电灯了。
所以,小灯泡虽然叫“电灯泡”,但是,电流与发光没有直接关系,电流的作用,只是给灯丝“加热”。
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