一、探究测量小灯泡的电功率

【实验原理】

【实验器材】  电流表、电压表、定值电阻、导线、开关、滑动变阻器和电源。

【测量器材】 测电压:电压表,测电流:电流表。

【实验电路】

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实验电路图

【实验步骤】

  1. 按电路图连接好电路,断开开关,将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置;
  2. 闭合开关,调节滑动变阻器,使灯泡在额定电压下发光,观察电流表和电压表的示数,记录为Ie、Ue,记录小灯泡的亮度;
  3. 调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,观察电流表和电压表的示数,记录为I1,U1,记录小灯泡的亮度;
  4. 调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压低于额定电压(一般情况使灯泡的电压低于额定电压的0.2倍),观察电流表和电压表的示数,记录为I2,U2,记录小灯泡的亮度;
  5. 根据公式P=UI,算出小灯泡的额定功率Pe和实际电功率P1、P2
  6. 分析数据,整理器材。

【实验关键】

  1. 选量程:根据小灯泡的额定电压、电源电压,和实验的实际要求确定电压表和电流表的量程。
  2. 连电路:连接电路时断开开关,闭合开关前先将滑动变阻器的滑片置于电阻值最大处。
  3. 调节电路:调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压等于、略低于或略高于小灯泡的额定电压,观察小灯泡的亮度,记下电流表、电压表的示数。(这里所说的“ 略高于 ” 从保护灯泡的角度出发,一般情况下高于额定电压的百分之二十; “ 略低 于 ”从实验现象明显的角度出发,一般情况下低于额定电压的百分之二十;)

【要点探究】

  1. 实验中滑动变阻器的作用是什么?
    (1)保护电路;(2)改变小灯泡两端的电压。
  2. 在测小灯泡额定功率的实验中,手和眼各自的分工是什么?
    提示:手移动滑片的位置,同时眼睛观察电压表的示数,当示数达到小灯泡的额定电压时,停止移动滑片。
  3. 能否用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率?
    提示:不能。额定功率为小灯泡额定电压下的电功率,且在不同的电压下小灯泡的电功率不同,小灯泡的电功率随外加电压的变化而变化,故不能求平均值。
  4. 伏安法测电阻和伏安法测电功率在处理数据上有何不同?
    提示:伏安法测电阻和测电功率在数据处理方法上不同,测电阻最后要求测出三个电阻值的平均值,目的是减小实验误差;而测电功率时,在小于、等于、大于额定电压的情况下,求出三个电功率值的含义是不同的,不能用来求平均值。只有在额定电压下求得的功率才为额定功率。

【实验中可能出现的故障】

电流表  电压表  判断结果 
示数不为零  示数为零  小灯泡短路
示数为零  示数不为零  小灯泡断路(灯丝断了)
示数为零  示数为零  小灯泡外的其他地方断路(滑动变阻器断路等)

【实验数据及其现象】

小灯泡两端的电压 电功率 小灯泡的亮度
U=U P=P 正常发光
U<U P<P 发光暗淡
U>U P>P 很亮,易损坏
  • 在不同的电压下,小灯泡的电功率不同;
  • 小灯泡的亮度决定于小灯泡的实际电功率;

实验:探究——测量小灯泡的电功率

二、课后练习 (待更新……)

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