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時間 : 2024-12-18
相信大家對測量小燈泡電功率的這個實驗不陌生,在中學課本里,不管是哪個版本的教科書上,都或多或少的提到了小燈泡的電功率測量,雖然作為一種實驗,小燈泡電功率的測量目的僅僅是推斷該燈泡的穩定性,但是通過實驗步驟,也可以學到很多的知識。那么測量小燈泡的電功率的方法是什么呢?如果你還在疑惑,不用著急,以下內容告訴你哦!
測量前準備器材:電壓表、電流表、導線、電源、小燈泡、滑動變阻器、開關。
方法:
1、根據電路圖把電路給連接好。
2、接著閉合開關,然后調節滑動變阻器,使得小燈泡兩端顯示的電壓正好是額定的電壓2.5w。因為要測量不同電壓下小燈泡的功率,所以需要在實驗中接入滑動變阻器。
3、首先將滑動變阻器進行調節,使得小燈泡兩端的電壓顯示的是額定電壓的1.2倍。接著觀察小燈泡的亮度,同時記錄不同亮度下小燈泡電路表、電壓表所顯示出來的示數。
4、再次進行滑動變阻器的調節,將小燈泡兩端顯示的電壓大約調節為其額定電壓的0.8倍,如同上面的步驟一樣觀察小燈泡所顯示的亮度,并且根據亮度來記錄兩表中的具體示數。
5、通過計算得出這三種情況下,小燈泡所顯示的電功率。最后切斷電路,整理好實驗的器材。
實驗中需要注意的是
1、電源和電壓的調節應該注意都高于小燈泡的額定電壓度數。
2、電壓表所顯示的量程一定要大于小燈泡固有的額定電壓,同時電流表的量程要比小燈泡的正常情況下工作的電流大。
3、調節滑動變阻器,使得允許通過的最大電流要比小燈泡的正常情況下工作的電流大。
4、實驗前要檢查好電路并進行測試,試驗后要首先第一步將電源斷開。在沒有斷開電源的情況下進行其他操作,會發生意外的危險。
測量小燈泡電功率的探究實驗
實驗目的:測量小燈泡在不同電壓下工作時的電功率。
實驗原理:根據公式P=UI,用電壓表測小燈泡兩端的電壓,用電流表測小燈泡中的電流,利用公式P=UI計算電功率,在額定電壓下測出的電功率就是額定功率。這是物理學中常用的一種間接測量方法,這種方法又被稱為“伏安法”。
實驗電路:根據實驗的目的和原理設計如下電路。
實驗器材:小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關、導線。
器材說明:用電流表和電壓表分別測出通過小燈泡的電流和其兩端電壓,因為要測量不同電壓下的功率,所以電路中要接入滑動變阻器,用來改變小燈泡兩端電壓。
實驗步驟:
(1)按電路圖連接好電路;
(2)閉合開關,調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓恰好等于小燈泡的額定電壓2.5V,觀察小燈泡的亮度,并記錄電流表和電壓表的示數。
(3)調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓約等于小燈泡額定電壓的1.2倍。觀察小燈泡的亮度變化,并記錄此時電流表和電壓表的示數(注意:小燈泡兩端的電壓不能超過它的額定電壓太多)。
(4)調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓約等于小燈泡額定電壓的0.8倍。觀察小燈泡的亮度變化,并記錄此時電流表和電壓表的示數。
(5)計算出三種情況下小燈泡的電功率
(6)斷開電路,整理器材。
實驗數據(記錄)表格:
實驗要求發光情況電流(A)電壓(V)電功率(W)
1小燈泡在額定電壓下工作正常 0.3 2.5 0.75
2小燈泡兩端電壓是額定電壓的1.2倍很亮 0.4 3 1.2
3小燈泡兩端電壓低于額定電壓暗 0.2 2 0.4
注意:在進行實驗時應注意以下幾點:
(1)電源電壓應高于小燈泡的額定電壓,例如,測定額定電壓為2.5 V的小燈泡的電功率時至少要選兩節干電池串聯作電源。
(2)電壓表的量程應大于小燈泡的額定電壓,電流表的量程要大于小燈泡正常工作電流。
(3)滑動變阻器允許通過的最大電流要大于燈泡的正常工作電流,而滑動變阻器的最大電阻值應與小燈泡的電阻差不多,以使調節效果明顯。
(4)根據串聯分壓原理進行判斷,準確熟練地調節滑動變阻器,使小燈泡在等于額定電壓、略高于額定電壓的和低于額定電壓三種條件下發光。尤其在做第二次實驗時,需小心調節滑動變阻器,以免因實驗電壓超過額定電壓太多而燒壞燈泡。
(5)開始連接電路時,要使開關斷開,閉合開關前,要把滑動變阻器滑片置于最大阻值處。
(6)開始實驗前,要檢查電路并試觸,實驗結束,要先斷開開關,再整理電路。
分析論證:由公式P=IU計算小燈泡的功率。(將計算結果填入表中,通過分析和比較得出)分析比較額定電功率和實際電功率大小問題,比較燈泡的亮暗程度與電功率間的關系。
(1)當U實=U額時, P實=P額 ,正常發光
(2)當U實
(3)當U實>U額時,P實> P額,較亮
實驗結論:
(1)不同電壓下,小燈泡的功率不同。實際電壓越大,小燈泡功率越大。
(2)小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定,實際功率越大,小燈泡越亮。
實驗拓展:測小燈泡的電功率和用伏安法測電阻兩實驗有相似之處,也有明顯區別,列表對比分析如下:
實驗
名稱測小燈泡電阻測小燈泡的功率
原理R=U/IP=UI
器材電壓表、電流表、電源、滑動變阻器、開關、導線、被測的電阻或小燈泡
電路圖同上同上
分析對比分析測量結果。
結論測電阻采取多次測量求平均值的方法求導體的電阻,而測電功率不能求平均值
伏安法測小燈泡的電阻要多次測量求平均值減小誤差,而測小燈泡的電功率為何不能也求平均值呢?
隨著小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流的改變,小燈泡的功率也在改變,不同的電壓下,小燈泡的電功率不同,小燈泡的實際功率是不斷變化的,因此求功率的平均值是沒有意義。為了比較在不同電壓下小燈泡的功率和發光情況,所以電功率不能求平均值。
看完上面的內容,你是否對測量小燈泡的電功率有了大致的了解呢?其實方法并不難,只要你用心了認真琢磨都是很容易就上手的。另外要提的一句是,雖然這種小實驗的危險系數并不高,但是如果在實驗過程中不多加小心、不按照步驟來,那么很有可能造成危險的發生哦。尤其是對于中學生來說,在小組實驗的操作中,需要分配好人員的工作,以免造成混亂。
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