我們在前面的內容中,瞭解瞭電學中的“功”和“功率”的概念,即電功和電功率。那麼,今天我們就來一起做一個實驗——測量小燈泡的電功率。一起探究一下小燈泡的電功率有什麼特點?
我們都知道,小燈泡銘牌上標註的是其額定電壓、額定電流、額定功率等信息。在實際的電路中,小燈泡的功率變化又有什麼規律呢?
請大傢快快搬好小板凳,一起來進行今天有趣的實驗探究吧。
一、實驗目的
測量小燈泡在不同電壓下工作時的電功率。
二、實驗原理
根據公式 P=UI,用電壓表測小燈泡兩端的電壓,用電流表測小燈泡中的電流,利用公式 P=UI 計算電功率,在額定電壓下測出的電功率就是額定功率。這是物理學中常用的一種間接測量方法,這種方法又被稱為“伏安法”。
三、實驗電路
根據實驗的目的和原理設計如下圖所示電路。
四、實驗器材
小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關、導線。
器材說明
用電流表和電壓表分別測出通過小燈泡的電流和其兩端電壓,因為要測量不同電壓下的功率,所以電路中要接入滑動變阻器,用來改變小燈泡兩端電壓。
五、實驗步驟
(1)按電路圖連接好電路;
(2)閉合開關,調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓恰好等於小燈泡的額定電壓 2.5V,觀察小燈泡的亮度,並記錄電流表和電壓表的示數;
(3)調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓約等於小燈泡額定電壓的 1.2 倍。觀察小燈泡的亮度變化,並記錄此時電流表和電壓表的示數(註意:小燈泡兩端的電壓不能超過它的額定電壓太多);
(4)調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓約等於小燈泡額定電壓的 0.8 倍。觀察小燈泡的亮度變化,並記錄此時電流表和電壓表的示數;
(5)計算出三種情況下小燈泡的電功率;
(6)斷開電路,整理器材。
六、實驗數據
將所得的的實驗數據進行整理,記錄在表格中。表格如下所示。
七、實驗註意事項
在進行實驗時應註意以下幾點:
(1)電源電壓應高於小燈泡的額定電壓,例如,測定額定電壓為 2.5V的小燈泡的電功率時至少要選兩節幹電池串聯作電源。
(2)電壓表的量程應大於小燈泡的額定電壓,電流表的量程要大於小燈泡正常工作電流。
(3)滑動變阻器允許通過的最大電流要大於燈泡的正常工作電流,而滑動變阻器的最大電阻值應與小燈泡的電阻差不多,以使調節效果明顯。
(4)根據串聯分壓原理進行判斷,準確熟練地調節滑動變阻器,使小燈泡在等於額定電壓、略高於額定電壓的和低於額定電壓三種條件下發光。尤其在做第二次實驗時,需小心調節滑動變阻器,以免因實驗電壓超過額定電壓太多而燒壞燈泡。
(5)開始連接電路時,要使開關斷開,閉合開關前,要把滑動變阻器滑片置於最大阻值處。
(6)開始實驗前,要檢查電路並試觸,實驗結束,要先斷開開關,再整理電路。
八、實驗分析論證
由公式 P=IU 計算小燈泡的功率。(將計算結果填入表中,通過分析和比較得出)分析比較額定電功率和實際電功率大問題,比較燈泡的亮暗程度與電功率間的關系。
其如下所示:
九、實驗結論
(1)不同電壓下,小燈泡的功率不同。實際電壓越大,小燈泡功率越大。
(2)小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定,實際功率越大,小燈泡越亮。
十、實驗拓展
測小燈泡的電功率和用“伏安法”測電阻兩實驗有相似之處,也有明顯區別,列表對比分析如下表所示。
好瞭,關於“測量小燈泡的電功率”的重要實驗的基本內容到這裡就結束瞭,大傢有什麼不懂得或者是不會的,亦或是有什麼好的意見或建議,歡迎留言或私信,謝謝大傢!!!
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