测量小灯泡的电功率专题

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测量小灯泡的电功率
实验目的:测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。

实验原理:根据公式P=UI,用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测小灯泡中的电流,利用公式P=UI计算电功率,在额定电压下测出的电功率就是额定功率。

这是物理学中常用的一
种间接测量方法,这种方法又被称为“伏安法”。

实验电路:根据实验的目的和原理设计如下电路。

实验器材:小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。

器材说明:用电流表和电压表分别测出通过小灯泡的电流和其两端电压,因为要测
量不同电压下的功率,所以电路中要接入滑动变阻器,用来改变小灯泡两端电压。

实验步骤:
(1)按电路图连接好电路;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V,观察小灯泡的亮度,并记录电流表和电压表的示数。

(3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的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)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的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)断开电路,整理器材。

实验要求发光情况电流(A)电压(V)电功率(W)
正常 0.3 2.5
1 小灯泡在额定电压下工

很亮 0.4 3
2 小灯泡两端电压是额定
电压的1.2倍
3 小灯泡两端电压低于额
暗 0.2 2
定电压
注意:在进行实验时应注意以下几点:
(1)电源电压应高于小灯泡的额定电压,例如,测定额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率时至少要选两节干电池串联作电源。

(2)电压表的量程应大于小灯泡的额定电压,电流表的量程要大于小灯泡正常工作电流。

(3)滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的正常工作电流,而滑动变阻器的最大电阻值应与小灯泡的电阻差不多,以使调节效果明显。

(4)根据串联分压原理进行判断,准确熟练地调节滑动变阻器,使小灯泡在等于额定电压、略高于额定电压的和低于额定电压三种条件下发光。

尤其在做第二次实验时,需小心调节滑动变阻器,以免因实验电压超过额定电压太多而烧坏灯泡。

(5)开始连接电路时,要使开关断开,闭合开关前,要把滑动变阻器滑片置于最大阻值处。

(6)开始实验前,要检查电路并试触,实验结束,要先断开开关,再整理电路。

分析论证:由公式P=IU计算小灯泡的功率。

(将计算结果填入表中,通过分析和比较得出)分析比较额定电功率和实际电功率大小问题,比较灯泡的亮暗程度与电功率间的关系。

(1)当U实=U额时,P实=P额,正常发光
(2)当U实<U额时,P实< P额,较暗
(3)当U实>U额时,P实> P额,较亮
实验结论:
(1)不同电压下,小灯泡的功率不同。

实际电压越大,小灯泡功率越大。

(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。

1.如图是伏安法测额定电压为2.5V的小灯泡的电功率的实物图,电源为两节干电池,灯泡的电阻值为10Ω左右。

(1)按要求连接好实物图。

要求滑动变阻器的滑片P往右移时滑动变阻器的阻值变小。

(2)根据实物图在右边的方框内画出相对应的电路图;
(3)实验时,电流表应选_________挡,电压表应选________挡,连接电路时,开关应_________,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放在_______端。

(4)闭合开关,接通电路后,电流表、电压表工作正常,示数均不为零,移动滑动变阻器滑片P,发现电流表和电压表指针不随着发生变化,则可能的原因是____________________。

(5)改正电路后进行实验,测得某次实验结果如图所示,此时电流表的
示数为______安,电压表的示数为______伏。

(6)在实验(5)中,你认为该同学的实验操作不妥之处是___________
_____________________________。

改进的方法是:_________________________________。

(7),结果如下表所示:电压(伏)2.00 2.50 2.80
电流(安)0.27 0.30 0.32
小灯泡电阻(欧)
亮度变化越来越亮
将表格中的空格填完整,然后根据表中的数据回答:
①小灯泡的电阻随温度的升高而___________(填“增大”、“不变”或“减少”)
②小灯泡的额定功率为_______________。

2.在“测定小灯泡的功率”的实验中,小明同学设计的电路如图甲所示,他选用的小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为8Ω,电源为两节干电池。

(1)用笔画线代替导线,按照甲所示的电路图,将图乙的实物电路连接完整(连线不得交叉,正确选用电表量程)
(2)正确连好电路后,闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到_(填写“最左边”或“最右边”)(3)连好电路后,闭合开关S,小明发现灯泡不发光,电流表的示数为零,电压表的示数为3V,产生故障的原因可能是下列的哪几种情况()。

(填写序号)
A.小灯泡短路B小灯泡的灯丝断了C小灯泡的灯座接触不良D电压表的正、负接线柱接反(4)排除故障后,调节滑动变阻器使小灯泡的额定电压下正常发光时,电流表的示数位置如图丙所示,则灯泡的额定功率为W。