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用电流表和电压表测量功率是初中电学的重点实验之一,该实验给同学们提供了电学器材综合使用的机会。并通过练习同时使用电流表、电压表和滑动变阻器,进一步提高同学们的实验技能和分析问题的能力。
题目:测量小灯光发光时的功率
器材准备:两节干电池串联的电池组、滑动变阻器(10Ω或20Ω)、电流表、电压表、开关、2.5V的小灯泡、灯座、导线若干。
提示:实验器材的选择要求:电源电压应高于小灯泡的额定电压(因小灯泡的额定电压是2.5V,若用干电池做电源,至少要用两节干电池);滑动变阻器的最大电流要大于小灯泡的额定电流(小灯泡的额定电流多是0.3A),且最大阻值应与小灯泡的阻值差不多(最好用10Ω的滑动变阻器,可使调节效果明显)。
实验要求:连接电路,测量小灯泡发光时的功率。
提示:为了看清小灯泡的电功率变化情况,我们需要测量多种情况下小灯泡的实际功率。
①使小灯泡在额定电压下发光,测出其功率,观察小灯泡亮度。
②使小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍,测出其功率。并观察小灯泡亮度。
③使小灯泡两端电压低于额定电压,测出其功率,并观察小灯泡亮度。
过程与记录:
(1)检查器材:有检查器材是否够用的意识和动作。
提示:考试中一定要有这种意识。
(2)连接电路:把器材按照合理的位置摆放,然后从电源的一个极开始,依次连接各电路元件,连接电路时。开关要处于断开状态,电流表要选0.6A的量程,电压表要选3V的量程,滑动变阻器连线也要正确。
提示:按照电路图连接电路是本实验的关键之处,它的电路连接和用电流表、电压表测电阻的实验一样,仍然要注意以下几个方面的问题:
①仪器的摆放问题:先按电路图中元件的位置依次摆放器材,电压表就摆在被测小灯泡的正上方或正下方(以便我们明确电压表要与被测小灯泡并联),无需并联的元件摆放的原则是需要读数的放在正前方,需要操作的放在右手边,不需要操作的放在左手边,当然还可根据操作方便的原则做适当调整。
②电路连接问题:连接的主要原则是从电源的一极开始,顺次连接各个元件,直至电源的另一极,(建议同学们先把需串联的元件串联起来后,再把电压表与被测小灯泡并联)
③电流表和电压表的量程选择问题:电压表的量程要大于小灯泡的额定电压并且为使测得的数据准确,尽量使指针达到满刻度的一半以上(故电压表要选3V的量程);电流表的量程要大于小灯泡的额定电流,电路中的最大电流不会超过0.6A,为使测得的电流值准确,电流表要选0.6A的量程,
(3)检查电路:电路连成后,先沿着(或逆着)电流方向检查连接是否正确,确认无误后,把滑动变阻器的阻值调到最大。
提示:电路连好之后,要检查电路连接是否正确,特别注意以下几个问题:①电流表和电压表的连接是否正确。电流表是否串联在电路中,电压表是否与被测小灯泡并联;②电流表和电压表的“ ”、“-”接线柱连接是否正确。是否让电流从“ ”接线柱进。从“-”接线柱出;③电流表、电压表的量程选择是否恰当;④滑动变阻器的接法是否正确,是否“一上一下”接入电路,然后将滑片移至阻值最大处,并明确滑动变阻器的哪一部分连入电路,要减小连入电路的电阻,滑片应向哪边移动。
检查无误后,先试着闭合开关,若电路正常,则小灯泡亮,电流表和电压表均有示数,若出现灯泡不亮、电流表无示数、电压表无示数的情况,则要检查除小灯泡之外的串联部分,看是哪一部分出现了断路,若出现了灯泡不亮(电流表无示数),但电压表示数较大,则是小灯泡处出现了断路,需要把灯泡旋紧在灯座内,(注意在排查电路故障时要把开关断开)
(4)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,使灯泡基本正常发光,读出并记录此时的电压值和电流值。算出此时灯泡的功率,
提示:在确保电路无故障的情况下,闭合开关,慢慢调节滑动变阻器。并注意观察电压表的示数,避免因灯泡两端的实际电压太低,使灯泡消耗的实际功率太小而造成灯泡不亮;也不能使灯泡两端的实际电压超过额定电压太多而烧坏灯泡,在灯泡两端的电压接近额定电压时,读出电压表和电流表的示数,并记录读数到如下表格中。切记带有单位,注意电流表和电压表无须估读,根据P=UI求出灯泡发光的功率,
(5)实验结束,整理器材。
提示:实验结束后,断开开关,拆除电路,把各个元件归类摆放整齐,并把实验桌整理干净,
同学们最好把本实验与伏安法测电阻的实验比较,找出两者有何异同,并思考:若实验中只要求测出额定功率,该怎么做?有无必要根据实验数据计算小灯泡的平均功率?实验过程中你有什么发现?小灯泡的实际功率怎样随两端电压而改变?灯泡的亮度是由什么决定的?实验操作考核的目的是考查同学们的实验技能,实验技能虽然只是同学们学习内容中的一小部分,但这些问题能帮助同学们更好地理解知识,希望同学们抓住每一次学习的机会。
责任编辑
蔡华杰
题目:测量小灯光发光时的功率
器材准备:两节干电池串联的电池组、滑动变阻器(10Ω或20Ω)、电流表、电压表、开关、2.5V的小灯泡、灯座、导线若干。
提示:实验器材的选择要求:电源电压应高于小灯泡的额定电压(因小灯泡的额定电压是2.5V,若用干电池做电源,至少要用两节干电池);滑动变阻器的最大电流要大于小灯泡的额定电流(小灯泡的额定电流多是0.3A),且最大阻值应与小灯泡的阻值差不多(最好用10Ω的滑动变阻器,可使调节效果明显)。
实验要求:连接电路,测量小灯泡发光时的功率。
提示:为了看清小灯泡的电功率变化情况,我们需要测量多种情况下小灯泡的实际功率。
①使小灯泡在额定电压下发光,测出其功率,观察小灯泡亮度。
②使小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍,测出其功率。并观察小灯泡亮度。
③使小灯泡两端电压低于额定电压,测出其功率,并观察小灯泡亮度。
过程与记录:
(1)检查器材:有检查器材是否够用的意识和动作。
提示:考试中一定要有这种意识。
(2)连接电路:把器材按照合理的位置摆放,然后从电源的一个极开始,依次连接各电路元件,连接电路时。开关要处于断开状态,电流表要选0.6A的量程,电压表要选3V的量程,滑动变阻器连线也要正确。
提示:按照电路图连接电路是本实验的关键之处,它的电路连接和用电流表、电压表测电阻的实验一样,仍然要注意以下几个方面的问题:
①仪器的摆放问题:先按电路图中元件的位置依次摆放器材,电压表就摆在被测小灯泡的正上方或正下方(以便我们明确电压表要与被测小灯泡并联),无需并联的元件摆放的原则是需要读数的放在正前方,需要操作的放在右手边,不需要操作的放在左手边,当然还可根据操作方便的原则做适当调整。
②电路连接问题:连接的主要原则是从电源的一极开始,顺次连接各个元件,直至电源的另一极,(建议同学们先把需串联的元件串联起来后,再把电压表与被测小灯泡并联)
③电流表和电压表的量程选择问题:电压表的量程要大于小灯泡的额定电压并且为使测得的数据准确,尽量使指针达到满刻度的一半以上(故电压表要选3V的量程);电流表的量程要大于小灯泡的额定电流,电路中的最大电流不会超过0.6A,为使测得的电流值准确,电流表要选0.6A的量程,
(3)检查电路:电路连成后,先沿着(或逆着)电流方向检查连接是否正确,确认无误后,把滑动变阻器的阻值调到最大。
提示:电路连好之后,要检查电路连接是否正确,特别注意以下几个问题:①电流表和电压表的连接是否正确。电流表是否串联在电路中,电压表是否与被测小灯泡并联;②电流表和电压表的“ ”、“-”接线柱连接是否正确。是否让电流从“ ”接线柱进。从“-”接线柱出;③电流表、电压表的量程选择是否恰当;④滑动变阻器的接法是否正确,是否“一上一下”接入电路,然后将滑片移至阻值最大处,并明确滑动变阻器的哪一部分连入电路,要减小连入电路的电阻,滑片应向哪边移动。
检查无误后,先试着闭合开关,若电路正常,则小灯泡亮,电流表和电压表均有示数,若出现灯泡不亮、电流表无示数、电压表无示数的情况,则要检查除小灯泡之外的串联部分,看是哪一部分出现了断路,若出现了灯泡不亮(电流表无示数),但电压表示数较大,则是小灯泡处出现了断路,需要把灯泡旋紧在灯座内,(注意在排查电路故障时要把开关断开)
(4)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,使灯泡基本正常发光,读出并记录此时的电压值和电流值。算出此时灯泡的功率,
提示:在确保电路无故障的情况下,闭合开关,慢慢调节滑动变阻器。并注意观察电压表的示数,避免因灯泡两端的实际电压太低,使灯泡消耗的实际功率太小而造成灯泡不亮;也不能使灯泡两端的实际电压超过额定电压太多而烧坏灯泡,在灯泡两端的电压接近额定电压时,读出电压表和电流表的示数,并记录读数到如下表格中。切记带有单位,注意电流表和电压表无须估读,根据P=UI求出灯泡发光的功率,
(5)实验结束,整理器材。
提示:实验结束后,断开开关,拆除电路,把各个元件归类摆放整齐,并把实验桌整理干净,
同学们最好把本实验与伏安法测电阻的实验比较,找出两者有何异同,并思考:若实验中只要求测出额定功率,该怎么做?有无必要根据实验数据计算小灯泡的平均功率?实验过程中你有什么发现?小灯泡的实际功率怎样随两端电压而改变?灯泡的亮度是由什么决定的?实验操作考核的目的是考查同学们的实验技能,实验技能虽然只是同学们学习内容中的一小部分,但这些问题能帮助同学们更好地理解知识,希望同学们抓住每一次学习的机会。
责任编辑
蔡华杰