测量小灯泡电功率实验的目的和原理方法
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测量电功率实验的目的和原理:
1. 实验目的:
1) 测定小灯泡额定电压下的电功率;
2) 测定小灯泡略高于额定电压下的电功率;
3) 测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。
2. 实验原理: P=UI
应测量的物理量:小灯泡两端的电压 U ,和通过的电流 I 。
3. 实验方法:伏安法 伏安法测小灯泡的电功率: 实验电路图 实验器材 电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干 实验步骤 (1)按设计的电路图连接实物,并设计实验记录表格
⑵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
(3) 调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为额定电压的
并记下电压表和电流表的示数 (4) 调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压低于额定电压的
并记下电压表和电流表的示数
(5) 整理实验器材
实验表格
次数
电压 U (V ) 电流 I (A ) 电功率 P (W ) 灯泡亮度 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<U 额,P 实<P 额,比正常发光更暗。
注意事项 (1)选择的器材规格要合适,例如滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡
的额定电流;
(2) 连接电路时开关断开,滑动变阻器滑到阻值最大处;
(3) 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
伏安法测电阻与测功率的异同点:
测小灯泡的电功率 测电阻
相同点 所测物理量 灯泡两端的电压(U)和通过灯泡的电流(I)
电路图 连入电路时
开关断开,滑动变阻器位于阻值最大处
不同点 原理 P=UI
计算公式 P=UI
滑动变阻器作用 保护电路,控制灯泡两端电压 保护电路,改变电路中的电流 补充:
(1) 伏安法测功率。滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。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, 不是为了多次测量求平均值。 所以设计的表格中没 有“平均功率” 这一栏。
(2) 伏安法测定值电阻时,滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流和电阻两端电
压,因电阻阻值不变,这是为了多测几组对应的电压、电流值,多测几次电阻值,用多次测 量求平均值来减小误差。
(3) 伏安法测小灯泡电阻时,由于灯丝电阻大小与温度有关。在不同的工作状态下,小灯泡 温度不同。 灯丝电阻也不同。 因此测灯丝电阻时滑动变阻器的作用是为了保护电路和改变电 路中的电流,不是为了多次测量求平均值。
“伏安法测功率”中常见故障及排除 :
“伏安法测功率”是电学中的重要实验。 同学们在实验过程中,容易出现一些实验故障,对 出现的实验故障又束手无策,因此, 能够找出实验故障是做好实验的 “法宝”。下面就同学 们在实验中易出现的故障从以下几方面进行分析。
1.2 倍,观察小灯泡的发光情况,
1/5,观察小灯泡的发光情况,
1.器材选择不当导致故障故障一: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。
[排除方法]选择小量程,如果故障还存在,只有调高电源电压。实验中若电表指针偏转的角度太小,估读电流或电压时由于视觉造成的误差将增大。为了减小实验误差,选择量程时既不能使电表指针超过最大刻度,又要考虑到每次测量时应该使电表指针偏过刻度盘的中线。
2.器材连接过程中存在故障故障二: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,甚至出现指针打弯、损坏电表的情况。
[排除方法]将两电表的“ +”“-”接线柱对调。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,没有遵循“一上一下”的接线原则,把滑动变阻器接成了定值电阻。[排除方法]遵循“一上一下”原则正确连接滑动变阻器。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,没有遵循“一上一下”的接线原则,且滑动变阻器在电路中的阻值为零。
[排除方法]遵循“一上一下”的原则正确连接滑动变阻器。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。
[排除方法]连接时注意断开开关,保护电路。3.元件损坏导致故障
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。
[排除方法]可先把各接线柱拧紧,若还不行,用一根导线让各元件依次短路,找出故障位置。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。
[排除方法]更换灯泡或使灯座与灯泡接触良好。利用电能表和停表测家用电器的功率:
1. 实验原理:2.实验设计思路:
在家庭电路中,家用电器消耗的电能可以由电能表进行测量。每只电能表上标有该电能
表上的转盘每千瓦的转数。例如,一只电能表标着3000r/ (kW • h),这表示每消耗1kW • h
的电能,电能表的转盘转3000 转。利用盘面上的这个参数可以测定家用电器的功率。
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= 。
还有一种电子式电能表,其表盘上" n imp/ (kW • h)”的含义是每消耗1kW • h的电能,
指示灯闪烁n次。若测得某用电器工作时间t内指示灯闪烁了N次,则该用电器的功率为。