測量小燈泡電功率實驗的目的和原理方法

2022-04-29 13:51:04 字數 2809 閱讀 7753

1. 實驗目的:

1)測定小燈泡額定電壓下的電功率;

2)測定小燈泡略高於額定電壓下的電功率;

3)測定小燈泡略低於額定電壓下的電功率。

2. 實驗原理:p=ui

應測量的物理量:小燈泡兩端的電壓u,和通過的電流i。

3. 實驗方法:伏安法

伏安法測小燈泡的電功率:

實驗電路圖

實驗器材電源、滑動變阻器、電壓表、電流錶、小燈泡、燈座、開關、導線若干

實驗步驟 (1)按設計的電路圖連線實物,並設計實驗記錄**

(2)檢查電路無誤後,閉合開關s,移動滑動變阻器的滑片p,觀察電壓表的示數。當電壓表的示數等於小燈泡的額定電壓時,停止滑動,並記下電流錶的示數

(3)調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓為額定電壓的1.2倍,觀察小燈泡的發光情況,並記下電壓表和電流錶的示數

(4)調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓低於額定電壓的1/5,觀察小燈泡的發光情況,並記下電壓表和電流錶的示數

(5)整理實驗器材

實驗**

次數電壓u(v) 電流i(a) 電功率p(w) 燈泡亮度

實驗結論 u實=u額,p實=p額,正常發光;

u實》u額,p實》p額,比正常發光更亮;

u實注意事項 (1)選擇的器材規格要合適,例如滑動變阻器允許通過的最大電流要大於燈泡的額定電流;

(2)連線電路時開關斷開,滑動變阻器滑到阻值最大處;

(3)使小燈泡的電壓高於額定電壓時,要注意觀察電壓表示數的變化,以免電壓過高,燒壞小燈泡

伏安法測電阻與測功率的異同點:

測小燈泡的電功率測電阻

相同點所測物理量燈泡兩端的電壓(u)和通過燈泡的電流(i)

電路圖連入電路時

開關斷開,滑動變阻器位於阻值最大處

不同點原理 p=ui

計算公式 p=ui

滑動變阻器作用保護電路,控制燈泡兩端電壓保護電路,改變電路中的電流

補充:(1)伏安法測功率。滑動變阻器的作用是保護電路和控制燈泡兩端電壓。

多次測量的目的是為了測量不同電壓下小燈泡的實際功率,不是為了多次測量求平均值。所以設計的**中沒有「平均功率」 這一欄。

(2)伏安法測定值電阻時,滑動變阻器的作用是保護電路和改變電路中的電流和電阻兩端電壓,因電阻阻值不變,這是為了多測幾組對應的電壓、電流值,多測幾次電阻值,用多次測量求平均值來減小誤差。

(3)伏安法測小燈泡電阻時,由於燈絲電阻大小與溫度有關。在不同的工作狀態下,小燈泡溫度不同。燈絲電阻也不同。

因此測燈絲電阻時滑動變阻器的作用是為了保護電路和改變電路中的電流,不是為了多次測量求平均值。

「伏安法測功率」中常見故障及排除:

「伏安法測功率」是電學中的重要實驗。同學們在實驗過程中,容易出現一些實驗故障,對出現的實驗故障又束手無策,因此,能夠找出實驗故障是做好實驗的 「法寶」。下面就同學們在實驗中易出現的故障從以下幾方面進行分析。

1.器材選擇不當導致故障

故障一:電流錶、電壓表指標偏轉的角度小。

[分析原因]①電壓表、電流錶量程選擇過大;②電源電壓不高。

[排除方法]選擇小量程,如果故障還存在,只有調高電源電壓。實驗中若電表指標偏轉的角度太小,估讀電流或電壓時由於視覺造成的誤差將增大。為了減小實驗誤差,選擇量程時既不能使電表指標超過最大刻度,又要考慮到每次測量時應該使電表指標偏過刻度盤的中線。

2.器材連線過程中存在故障

故障二:電壓表、電流錶指標反向偏轉。

[分析原因]兩表的「+」「-」接線柱接反了,當電流從「一」接線柱流入時,指標反向偏轉,甚至出現指標打彎、損壞電表的情況。

[排除方法]將兩電表的「+」「-」接線柱對調。

故障三:滑動變阻器的滑片滑動時,電表示數及燈泡亮度無變化。

[分析原因]滑動變阻器連線有誤,沒有遵循「一上一下」的接線原則,把滑動變阻器接成了定值電阻。

[排除方法]遵循「一上一下」原則正確連線滑動變阻器。

故障四:滑動變阻器的滑片滑動時,電表示數都不變,燈泡極亮且亮度無變化。

[分析原因]滑動變阻器的連線有誤,沒有遵循「一上一下」的接線原則,且滑動變阻器在電路中的阻值為零。

[排除方法]遵循「一上一下」的原則正確連線滑動變阻器。

故障五:剛接好最後一根導線,燈泡立即亮了。

[分析原因]連線電路的過程中,開關沒有斷開。

[排除方法]連線時注意斷開開關,保護電路。

3.元件損壞導致故障

故障六:閉合開關後,燈不亮,電流錶、電壓表都沒有示數。

[分析原因]電路中存在開路:①接線柱接觸不良; ②電路中電源、電流錶、開關或變阻器可能損壞;③連線導線可能斷開。

[排除方法]可先把各接線柱擰緊,若還不行,用一根導線讓各元件依次短路,找出故障位置。

故障七:閉合開關,燈不亮,電流錶幾乎沒有示數,電壓表指標明顯偏轉。

[分析原因]可能是燈泡燈絲斷了或燈座與燈泡接觸不良。

[排除方法]更換燈泡或使燈座與燈泡接觸良好。

利用電能表和停表測家用電器的功率:

1. 實驗原理:

2.實驗設計思路:

在家庭電路中,家用電器消耗的電能可以由電能表進行測量。每只電能表上標有該電能表上的轉盤每千瓦的轉數。例如,乙隻電能表標著3000r/(kw·h),這表示每消耗1kw·h的電能,電能表的轉盤轉3000 轉。

利用盤面上的這個引數可以測定家用電器的功率。

3.實驗步驟要測量某家用電器的功率,可只讓它在電路中工作,將其他用電器關掉。觀察電能表的轉盤轉過的轉數n,同時用停表測出所用的時間t(s),若以上述電能表為例,則該電器的功率大小為=。

還有一種電子式電能表,其表盤上「n imp/(kw· h)」的含義是每消耗1kw·h的電能,指示燈閃爍n 次。若測得某用電器工作時間t內指示燈閃爍了n次,則該用電器的功率為。

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