初中物理知識點:測量電功率的實驗

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
測量電功率實驗的目的和原理:
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

























次數(shù)電壓U(V)電流I(A)電功率P(W)燈泡亮度
實驗結(jié)論U=U,P=P,正常發(fā)光;
U>U,P>P,比正常發(fā)光更亮;
U<U,P<P,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(hù)電路,控制燈泡兩端電壓保護(hù)電路,改變電路中的電流
補充:
(1)伏安法測功率。滑動變阻器的作用是保護(hù)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(hù)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(hù)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(jìn)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(hù)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(jìn)行測量。每只電能表上標(biāo)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(biāo)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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