内容正文:
第二节 测量小灯泡的电功率
第十四讲 电功率
1
用电流表和
电压表测量
小灯泡的
电功率 实验原理 根据P=UI,测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流
实验电路图
实验器材 小灯泡、电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、导线若干
分析论证 当U实>U额时,P实>P额,小灯泡偏亮
当U实<U额时,P实<P额,小灯泡偏暗
当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光
用电流表和
电压表测量
小灯泡的
电功率 说明 一个小灯泡的额定功率和额定电压是固定不变的,但小灯泡的亮度是由实际功率决定的
用电能表测量家用电器的电功率 测量仪器 停表和电能表
测量物理量 电能表转盘转过的圈数或电能表指示灯闪烁的次数n;所用的时间t(s)
计算公式 P=×3.6×106 W(N表示每耗1 kW·h电能,电能表转盘转过的圈数或电能表指示灯闪烁的次数)
实验突破29 测量小灯泡的电功率
1.实验目的:测量小灯泡的电功率。
2.实验原理:P=UI。
3.实验电路图:
4.实验器材:小灯泡、电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器等。
5.实验步骤:
(1)根据电路图连接实物图。
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压等于小灯泡的额定电压,观察小灯泡的亮度,并记录电流表和电压表的示数。
(3)移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压约等于额定电压的1.2倍,观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数(注意小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多)。
(4)移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压约等于额定电压的0.8倍,观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数。
(5)计算出三种情况下小灯泡的电功率。
(6)实验交流与评估。
6.实验表格:
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率
P/W 小灯泡
的亮度
1
2
3
7.实验注意事项:
(1)连接电路前开关应该断开。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处。
(3)电流表、电压表应该进行“试触”来确定合适的量程。
8.实验结论:
(1)在不同电压下,小灯泡的实际功率不同,实际电压越大,小灯泡的实际功率越大。
(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮。
小明利用如图甲所示的电路做“测量小灯泡的额定功率”的实验,已知电源电压为6 V,且保持不变,小灯泡正常工作时的电压为3.8 V,电阻约为12 Ω,滑动变阻器的规格为“20 Ω 2 A”。
例题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中实物电路的连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关S,小灯泡不亮,电压表瞬间满偏,电流表的指针几乎不动,电路的故障是 滑动变阻器断路 。
(电路只有一处故障)
(3)排除故障后,继续实验。闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表的指针指在某电压值时(请在图乙中标出相应的电压值),小灯泡正常发光,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 1.14 W。
滑动变阻器断路
1.14
(4)测量完小灯泡的额定功率后,小明又测量了几组数据,计算后发现小灯泡灯丝的电阻随其两端电压的增大而增大,原因是 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大 。
小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变
大
【拓展设问】
(5)【交流与反思】小红也利用上述器材对该小灯泡的额定功率进行了测量,实验电路图如图丁所示,实验结束后,两人对实验进行了交流与评估。
①小红的实验结果误差较大,理由是 电压表应选择0~15 V量程,量程过大,所以电压的测量不够精确 。
②小明的实验更不容易操作,理由是 电源电压6 V,操作中电压表先使用0~15 V量程,调节滑动变阻器后再使用0~3 V量程,操作比较麻烦 。
电压表应选择0~15 V量程,量程过大,
所以电压的测量不够精确
电源电压6 V,操作中电压表先使用0~15
V量程,调节滑动变阻器后再使用0~3 V量程,操作比较麻烦
伏安法实验对比
实验名称 电流与电压之间的关系 电流与电阻之间的关系 伏安法测定值电阻的阻值 伏安法测小灯泡的阻值 伏安法测小灯泡的电功率
实验原理 — — R= P=UI
电路图
电路连接 (1)开关:连接电路时,开关应该处于断开状态
(2)滑动变阻器:闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处
(3)电表连接:电流从正接线柱流入,负接线柱流出;电流表与被测元件串联,电压表与被测元件并联
(4)电表量程的选取:①电压表的量程由被测元件的额定电压及电源电压决定
②电流表的量程由被测元件的额