18.3 测量小灯泡的电功率
1.实验器材:电源、导线、开关、小灯泡(额定电压2.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器;
2.实验原理:
3.实验步骤:
(1)按照电路图连接实物图;
(2)检查所连接的电路,确定无误后,闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,以保护电路;
(3)利用试触法确定电流表、电压表的量程;
(4)检查连接无误后,闭合开关后调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡在额定电压下发光,观察此时小利泡的发光情况,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中;
(5)调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压低于额定电压,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中;
(6)调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍(即1.2U额),观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中;
(7)实验结束后,断开开关,将连接电路的导线拆开,并整理好实验器材;
(8)根据测出的实验数据,计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率,并填在实验数据记录表中。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡的亮度
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 0.3 0.75 正常
3 2.8 0.35 0.98 较亮
4.结论:
(1)当,灯泡正常发光;
(2)当,灯泡发光较暗;
(3)当,灯泡发光很亮;
5.实验注意事项及分析:
(1)连接实验电路时,开关应断开;电流表应串联在被测电路中,电压表应并联在电路中,连接好电路后,要先用开关试触。
(2)连接电路前,开关应断开;闭合开关前,滑动变阻器应滑动到阻值最大处;
(3)滑动变阻器的作用:保护电路、改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流;
(4)使小灯泡正常发光的操作:移动滑片,观察电压表示数,当电压表示数等于小灯泡额定电压时,小灯泡正常发光;
(5)小灯泡的U-I图像不是直线(或不同电压下小灯泡电阻不同)的原因:灯丝电阻随温度的升高而增大。
(6)灯泡亮暗程度与实际功率关系:小灯泡的亮暗由小灯泡实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮;
(7)多次测量的目的
①在测量小灯泡电功率实验中,多次测量的目的是为了研究小灯泡的亮度(或电功率)与小灯泡两端电压的关系;
②在测量小灯泡电阻的实验中,多次测量的目的是研究小灯泡的电阻是否与温度有关;
③在测量定值电阻阻值的实验中,多次测量的目的是为了求平均值,以减小实验误差;
(8)实验完毕,一定要先断开开关,然后再拆卸电路,整理器材;
(9)分析数据时,不能把三次的电功率取平均值,因为这三次的电功率是三个不同电压下的电功率,求平均值无任何意义。
1.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,提供如下实验器材:电源(输出电压恒为6V)、小灯泡(额定电压2.5V电阻约为10Ω)、滑动变阻器(50Ω 1A)、电压表(量程0~3V,0~15V)、电流表(量程0~0.6A,0~3A)、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接;
(2)正确连接后闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表和电流表均无示数。小宁利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在A、E之间和A、F之间,电压表均有示数;接在C、F之间,电压表无示数。如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是 (选填“小灯泡断路”“、“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”);
(3)排除故障后,小宁看到电压表示数为2V,此时小灯泡的功率 (选填“大于、“小于”或“等于”)额定功率,要使灯泡L正常发光,滑动变阻器的滑片P应向 (选填“A”或“B”)端移动,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(4)测出小灯泡额定功率后,该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍,发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍,请你帮他分析出现这种现象的主要原因是 ;
(5)把上面电路中的小灯泡换成定值电阻,用这一电路还可以完成的实验有
(写出一个即可)。
2.如图甲所示是某兴趣小组在进行“测量小灯泡的电功率”实验时的装置,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)甲图所连的电路中存在有错误或不当之处,请你指出其中的一处:_____;
(2)正确连接实物电路后,继续进行实验,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 _____W;
(3)完成实验后,小明进一步测量并描述出小灯泡的电流随电压变化的图像如图丙所示,观察发现图线不是一条直线,这说明 _____。
3.小聪做“测量小灯泡电功率”实验,灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)用笔画线代替导线将甲图连接完整,要求:当滑片P向右滑动时,灯泡变亮_______;
(2)电路连接正确且无故障,闭合开关,两电表示数如图乙所示,电压表的示数为_____V,造成此现象的原因是_______;
(3)调整后继续实验,数据如下:
次数 1 2 3 4 5 6 7
电压/V 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8
电流/A 0.12 0.16 0.21 0.26 0.30 0.32 0.33
小灯泡的额定功率为_____W;
(4)根据实验数据在图丙中画出灯泡的电流与电压的关系图像______,由图像可知,当灯泡两端电压为2.2V时,通过灯泡的电流为______A;
(5)小华小组在做此实验的过程中,正确连接电路,无论怎样调节滑动变阻器滑片都不能使小灯泡正常发光,请对这一现象产生的原因提出合理的猜想_____。