1. 實驗?zāi)康模?BR>1)測定小燈泡額定電壓下的電功率;
2)測定小燈泡略高于額定電壓下的電功率;
3)測定小燈泡略低于額定電壓下的電功率。
2. 實驗原理:P=UI
應(yīng)測量的物理量:小燈泡兩端的電壓U,和通過的電流I。
3. 實驗方法:伏安法
伏安法測小燈泡的電功率:
實驗電路圖 | |||||||||||||||||||||
實驗器材 | 電源、滑動變阻器、電壓表、電流表、小燈泡、燈座、開關(guān)、導(dǎo)線若干 | ||||||||||||||||||||
實驗步驟 | (1)按設(shè)計的電路圖連接實物,并設(shè)計實驗記錄表格 (2)檢查電路無誤后,閉合開關(guān)s,移動滑動變阻器的滑片P,觀察電壓表的示數(shù)。當(dāng)電壓表的示數(shù)等于小燈泡的額定電壓時,停止滑動,并記下電流表的示數(shù) (3)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓為額定電壓的1.2倍,觀察小燈泡的發(fā)光情況,并記下電壓表和電流表的示數(shù) (4)調(diào)節(jié)滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓低于額定電壓的1/5,觀察小燈泡的發(fā)光情況,并記下電壓表和電流表的示數(shù) (5)整理實驗器材 | ||||||||||||||||||||
實驗表格 |
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實驗結(jié)論 | U實=U額,P實=P額,正常發(fā)光; U實>U額,P實>P額,比正常發(fā)光更亮; U實<U額,P實<P額,比正常發(fā)光更暗。 | ||||||||||||||||||||
注意事項 | (1)選擇的器材規(guī)格要合適,例如滑動變阻器允許通過的最大電流要大于燈泡的額定電流; (2)連接電路時開關(guān)斷開,滑動變阻器滑到阻值最大處; (3)使小燈泡的電壓高于額定電壓時,要注意觀察電壓表示數(shù)的變化,以免電壓過高,燒壞小燈泡 |
伏安法測電阻與測功率的異同點:
測小燈泡的電功率 | 測電阻 | ||
相同點 | 所測物理量 | 燈泡兩端的電壓(U)和通過燈泡的電流(I) | |
電路圖 | |||
連入電路時 | 開關(guān)斷開,滑動變阻器位于阻值最大處 | ||
不同點 | 原理 | P=UI | |
計算公式 | P=UI | ||
滑動變阻器作用 | 保護電路,控制燈泡兩端電壓 | 保護電路,改變電路中的電流 |
(1)伏安法測功率;瑒幼冏杵鞯淖饔檬潜Wo電路和控制燈泡兩端電壓。多次測量的目的是為了測量不同電壓下小燈泡的實際功率,不是為了多次測量求平均值。所以設(shè)計的表格中沒有“平均功率” 這一欄。
(2)伏安法測定值電阻時,滑動變阻器的作用是保護電路和改變電路中的電流和電阻兩端電壓,因電阻阻值不變,這是為了多測幾組對應(yīng)的電壓、電流值,多測幾次電阻值,用多次測量求平均值來減小誤差。
(3)伏安法測小燈泡電阻時,由于燈絲電阻大小與溫度有關(guān)。在不同的工作狀態(tài)下,小燈泡溫度不同。燈絲電阻也不同。因此測燈絲電阻時滑動變阻器的作用是為了保護電路和改變電路中的電流,不是為了多次測量求平均值。
“伏安法測功率”中常見故障及排除:
“伏安法測功率”是電學(xué)中的重要實驗。同學(xué)們在實驗過程中,容易出現(xiàn)一些實驗故障,對出現(xiàn)的實驗故障又束手無策,因此,能夠找出實驗故障是做好實驗的 “法寶”。下面就同學(xué)們在實驗中易出現(xiàn)的故障從以下幾方面進行分析。
1.器材選擇不當(dāng)導(dǎo)致故障
故障一:電流表、電壓表指針偏轉(zhuǎn)的角度小。
[分析原因]①電壓表、電流表量程選擇過大;②電源電壓不高。
[排除方法]選擇小量程,如果故障還存在,只有調(diào)高電源電壓。實驗中若電表指針偏轉(zhuǎn)的角度太小,估讀電流或電壓時由于視覺造成的誤差將增大。為了減小實驗誤差,選擇量程時既不能使電表指針超過最大刻度,又要考慮到每次測量時應(yīng)該使電表指針偏過刻度盤的中線。
2.器材連接過程中存在故障
故障二:電壓表、電流表指針反向偏轉(zhuǎn)。
[分析原因]兩表的“+”“-”接線柱接反了,當(dāng)電流從“一”接線柱流入時,指針反向偏轉(zhuǎn),甚至出現(xiàn)指針打彎、損壞電表的情況。
[排除方法]將兩電表的“+”“-”接線柱對調(diào)。
故障三:滑動變阻器的滑片滑動時,電表示數(shù)及燈泡亮度無變化。
[分析原因]滑動變阻器連接有誤,沒有遵循“一上一下”的接線原則,把滑動變阻器接成了定值電阻。
[排除方法]遵循“一上一下”原則正確連接滑動變阻器。
故障四:滑動變阻器的滑片滑動時,電表示數(shù)都不變,燈泡極亮且亮度無變化。
[分析原因]滑動變阻器的連接有誤,沒有遵循“一上一下”的接線原則,且滑動變阻器在電路中的阻值為零。
[排除方法]遵循“一上一下”的原則正確連接滑動變阻器。
故障五:剛接好最后一根導(dǎo)線,燈泡立即亮了。
[分析原因]連接電路的過程中,開關(guān)沒有斷開。
[排除方法]連接時注意斷開開關(guān),保護電路。
3.元件損壞導(dǎo)致故障
故障六:閉合開關(guān)后,燈不亮,電流表、電壓表都沒有示數(shù)。
[分析原因]電路中存在開路:①接線柱接觸不良; ②電路中電源、電流表、開關(guān)或變阻器可能損壞;③連接導(dǎo)線可能斷開。
[排除方法]可先把各接線柱擰緊,若還不行,用一根導(dǎo)線讓各元件依次短路,找出故障位置。
故障七:閉合開關(guān),燈不亮,電流表幾乎沒有示數(shù),電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)。
[分析原因]可能是燈泡燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良。
[排除方法]更換燈泡或使燈座與燈泡接觸良好。
利用電能表和停表測家用電器的功率:
1. 實驗原理:
2.實驗設(shè)計思路:
在家庭電路中,家用電器消耗的電能可以由電能表進行測量。每只電能表上標有該電能表上的轉(zhuǎn)盤每千瓦的轉(zhuǎn)數(shù)。例如,一只電能表標著3000r/(kW?h),這表示每消耗1kW?h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000 轉(zhuǎn)。利用盤面上的這個參數(shù)可以測定家用電器的功率。
3.實驗步驟要測量某家用電器的功率,可只讓它在電路中工作,將其他用電器關(guān)掉。觀察電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)N,同時用停表測出所用的時間t(s),若以上述電能表為例,則該電器的功率大小為=。
還有一種電子式電能表,其表盤上“n imp/(kW? h)”的含義是每消耗1kW?h的電能,指示燈閃爍n 次。若測得某用電器工作時間t內(nèi)指示燈閃爍了N次,則該用電器的功率為。
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