测量小灯泡电功率实验的目的和原理方法

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测量小灯泡电功率实验的目的和原理方法

Revised as of 23 November 2020

伏安法测小灯泡的电功率:

一、实验原理:P=UI

二、实验电路图

三、实验步骤

检查电路无误后,闭合开关s,移动滑动变阻器的滑片P,观察电压表的示数。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时,停止滑动,并记下电流表的示数

实验结论U实=U额,P实=P额,正常发光;

U实>U额,P实>P额,比正常发光更亮;

U实

四、注意事项

(1)连接电路时开关断开,滑动变阻器滑到阻值最大处;

(2)使小灯泡的电压高于额定电压时,要注意观察电压表示数的变化,以免电压过高,烧坏小灯泡

(3)滑动变阻器作用:保护电路控制灯泡两端电压

多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率,

五、实验中常见故障

故障一:电流表、电压表指针偏转的角度小。

[分析原因]①电压表、电流表量程选择过大;②电源电压不高。

故障二:电压表、电流表指针反向偏转。

[分析原因]两表的“+”“-”接线柱接反了,当电流从“一”接线柱流入时,指针反向偏转,

故障三:滑动变阻器的滑片滑动时,电表示数及灯泡亮度无变化。

[分析原因]滑动变阻器连接有误,

故障四:滑动变阻器的滑片滑动时,电表示数都不变,灯泡极亮且亮度无变化。

[分析原因]滑动变阻器的连接有误,

故障五:刚接好最后一根导线,灯泡立即亮了。

[分析原因]连接电路的过程中,开关没有断开。

故障六:闭合开关后,灯不亮,电流表、电压表都没有示数。

[分析原因]电路中存在开路:①接线柱接触不良;②电路中电源、电流表、开关或变阻器可能损坏;③连接导线可能断开。(除灯泡外电路某处断开)故障七:闭合开关,灯不亮,电流表几乎没有示数,电压表指针明显偏转。

[分析原因]可能是灯泡灯丝断了或灯座与灯泡接触不良。

考题中常出现的故障主要有:①闭合开关,发现电流表、电压表示数较小,灯泡不亮,接下来应该怎么做?这其实不是电路故障。因为滑动变阻器这时还处于阻值最大处,所以电路中的电流较小,较小的电流不足以使灯泡发光。因此接下来应调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数等于灯泡额定电压;

②灯泡较暗、两表的示数均较小,移动滑动变阻器滑片,现象不变。发生这种故障的原因是滑动变阻器一直处于阻值最大,即很可能是把滑动变阻器的下面两个接线柱接入电路了;③灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数。电路一定存在断路,而且电路就在与电压表并联的灯泡这个支路上;④灯泡不亮、电压表无示数、电流表有示数。这可能是灯泡或电压表处发生短路。

六、利用电能表和停表测家用电器的功率:

一只电能表标着3000r/,这表示每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转3000 转。

3.实验步骤要测量某家用电器的功率,可只让它在电路中工作,将其他用电器关掉。观察电能表的转盘转过的转数N,同时用停表测出所用的时间t(s),若以上述电能表为例,则该电器的功率大小为=N/3000(kW·h).

七、特殊法测功率

例:(2013河南中考)在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“”字样,电源电压恒定。

(1)请你用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整。

图1图2图3

(2)连接完实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,其故障原因可能是:

________________________________。

(3)故障排除后,开始实验,在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视

______的示数,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数如图2所示,则灯泡的额定功率为____________W。

(4)完成上述实验后,小聪向老师要了一个已知阻值为R

的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图3所示的电路,也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:

①闭合开关S

1,将S

2

拨到触点________(选填“1”或“2”),移动滑

片,使电压表的示数为______V;

②再将开关S

2

拨到触点____________(选填“1”或“2”),保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;

③灯泡额定功率的表达式为P额=______________________(用已知量和测量量表示)。

练一练:

1.(2013福州中考)如图5甲所示是小刚“测小灯泡电功率”的实验电路。其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为、电阻约为10Ω。滑动变阻器有A 规格“10Ω? 2A”、B规格“50Ω? 1A”可选。

甲图5乙

(1)本实验应该选择_________规格的滑动变阻器。连接电路时,开关应_________。

(2)请用笔画线代替导线将图5甲的实验电路连接完整。

(3)闭合开关后,小刚发现电流表和电压表有示数但都很小,且看不到小灯泡发光,其原因是_________。

(4)当变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图5乙所示,为

_____V。要测小灯泡的额定功率,应将滑片P向____(选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为。

2.(2013扬州中考)在测“”小灯泡电功率实验中:

(1)请你用笔画线代替导线,将图6甲中实物连接完整。

(2)电路正确连接后,闭合开关,移动滑片,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,则故障可能是_________。

(3)排除故障后,当灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙为_______A,灯泡额定功率为_______W。

(4)图丙所示电路中(R阻值已知),无电压表也能测出该灯泡额定功率的是______________。

甲乙

A B C D

图6

电器工作时间t内指示灯闪烁了N次,则该用电器的功率为。