小灯泡额定功率测量攻略

2019-05-12 版权声明 举报文章

第一招――伏安法

【武器系统】 开关、滑动变阻器、额定电压为U的小灯泡、电压表、电流表各一个、电源(电压够大)、导线若干。

【战斗技巧】 这是测定小灯泡额定功率最常用也是最简单的一种方法。利用所给器材设计电路的思路为:调节滑动变阻器使电压表示数为U时,小灯泡正常发光,记下此时电流表的示数即可。

【形象】

【攻击方法】 如图1,调节滑动变阻器滑片P,使电压表示数为U时,此时记下电流表的示数I,则小灯泡的额定功率为:P=UI。

【技能提升】 若实验中的条件改为已知小灯泡的额定电流为I,则只需调节滑动变阻器,当电流表的示数为I时,记下此时电压表的示数即可。

【攻击缺陷】 如果在实验中电流表坏掉了,利用剩下的仪器是不能测出灯泡的额定功率的。若再给一个已知阻值的定值电阻R,便可以设计电路进行测量,于是,就必须用第二招――伏欧法。

第二招――伏欧法

【武器系统】 开关、滑动变阻器、额定电压为U的小灯泡、电压表、已知阻值的定值电阻R各一个、电源(电压够大但未知)、导线若干。

【战斗技巧】 利用所给器材设计电路的思路有两个要点:

1. 通过调节滑动变阻器设法使小灯泡正常发光,并测出此时通过小灯泡的电流。

2. 因为缺少了电流表,所以正常发光时的电流不能直接测量,于是设计电路时需要创设一个电流相等的环境――串联电路。

【形象】

【攻击方法】

1. 如图2,S闭合,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为U。

2. S断开,保持滑片P不动(保证灯泡处于正常发光状态),将电压表与R并联。

3. S闭合,记下此时电压表的示数U。

4. 小灯泡额定功率的表达式为:P=U。

【技能提升】 若要求设计电路一次成型,不能搬动元件的话,则需要把开关换成一个单刀双掷开关,设计方案如下:

1. 如图3,S接1,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为U。

2. S接2,保持滑片P不动(保证灯泡处于正常发光状态),记下此时电压表的示数U。

3. 小灯泡额定功率的表达式为:P=。

【攻击缺陷】 类似地,如果在实验中坏掉的是电压表,再给一个已知阻值的定值电阻R,于是就有了第三招――安欧法。

第三招――安欧法

【武器系统】 开关、滑动变阻器、额定电压为U的小灯泡、电流表、已知阻值的定值电阻R各一个、电源(电压够大但未知)、导线若干。

【战斗技巧】 利用所给器材设计电路的思路同样也有两个要点:

1. 通过调节滑动变阻器设法使小灯泡正常发光,并测出此时通过小灯泡的电流。

2. 因为缺少了电压表,所以对于小灯泡何时正常发光不能直接判断。但是利用有电流表和定值电阻R这两个条件,可以先让通过R的电流为,即保证R两端电压为U;再通过并联电路的环境使R和灯泡L的电压相等,即保证了小灯泡处于正常发光状态。

【形象】

【攻击方法】

1. 计算I=。

2. 如图4,S闭合,调节滑动变阻器滑片P,使电流表的示数为I。

3. S断开,保持滑片P不动(保证灯泡处于正常发光状态),将电流表与灯泡L串联。

4. S闭合,记下此时电流表的示数I。

5. 小灯泡额定功率的表达式为:P=UI。

【技能提升】 若要求设计电路一次成型,不能搬动元件的话,也需要把开关换成一个单刀双掷开关,设计方案如下:

1. 如图5,计算I=。

2. S接2,调节滑动变阻器滑片P,使电流表的示数为I。

3. S接1,保持滑片P不动(保证灯泡处于正常发光状态),记下此时电流表的示数I。

4. 小灯泡额定功率的表达式为:P=UI-。

【攻击缺陷】 若将定值电阻R换成电阻箱R,也可以设计实验测出小灯泡的额定功率,这就是第四招――等效替代法。

第四招――等效替代法

【武器系统】 单刀双掷开关、滑动变阻器、额定电压为U的小灯泡、电压表、电阻箱R各一个、电源(电压够大但未知)、导线若干。(要考虑温度对灯丝电阻的影响)

【战斗技巧】 利用所给器材设计电路时,考虑到温度对灯丝电阻的影响,只需用等效替代的方法测出灯泡正常发光时的电阻。

【形象】

【攻击方法】

1. 如图6,S接2,调节滑动变阻器滑片P,使电压表示数为U。

2. S接1,保持滑片P不动,调节R使电压表的示数仍然为U,记下此时R的示数R。

3. 小灯泡额定功率的表达式为:P=

【技能提升】 若已知小灯泡的额定电流,也可以将电压表换成电流表,利用等效替代的方法测出灯泡正常发光时的电阻。

总之,伏安法是测定小灯泡电功率的基本方法。如果只有一只电表(电流表或电压表),再增加一只阻值已知的电阻器以及其他必要的器材,也可以设计电路测定小灯泡的额定功率。如果没有单刀双掷开关,可以用两只单刀单掷开关代替;也可只用一只单刀单掷开关,不过要拆下电表,先后进行两次测量。当然,在每种方法的电路设计中都有一个重点需要注意,那就是必须先让灯泡处于正常发光状态,只有这样才能正确测出相关物理量,得到灯泡的额定功率。四种招数灵活使用,会使测灯泡的额定功率得心应手。

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