探究——小灯泡的电功率
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】

【实验步骤】
- 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;
- 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;
- 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;
- 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;
- 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;
- 分析数据,整理器材。
【实验关键】
- 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。
- 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。
- 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】
- 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。 - 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。 - 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。 - 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实=U额 | P实=P额 | 正常发光 |
U实<U额 | P实<P额 | 发光暗淡 |
U实>U额 | P实>P额 | 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;
概念自查
(Y13030101)测量小灯泡功率的原理是_______,方法成为________;器材有_______________________________;画出测量小灯泡功率的实验电路图. |
(Y13030102)为测出额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,至少要用______节干电池做电源,电压表应选用_______的量程,闭合开关后,要调节_______,使电压表示数为_______;若此时电流表的示数为0.2A,则该灯泡的额定功率为____W. |
(Y13030103)用如图所示的电路测量小灯泡的功率,当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时,小灯泡消耗的功率和亮度将分别( ) A.变大,变暗 B.变小,变亮 C变大,变亮 D.变小,变暗 |
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(Y13030104)如果某次实验将图中的电压表与电流表位置互换,合上开关后将发生的现象是( ) A.电压表会被烧坏 B.电流表会被烧坏 C电压表读数很小 D.电流表几乎没有读数 |
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