测小灯泡额定功率故障全扫描

2019-09-09 版权声明 举报文章

电路故障问题的分析一直是电学中的一个难点,它涉及到电学中一系列的知识。本文就伏安法测小灯泡的额定功率这个实验为载体,对电路故障作一个全方位的扫描,渗入电学中所用到的物理知识及物理规律。

测小灯泡的额定功率所用的方法是伏安法,正确的实验电路图如图1所示。由于操作不当,常会发生一些故障,现对出现的故障及应对措施作一个全方位的扫描。

1、当连接好最后一根导线,灯泡就亮了。

分析 这是由于开关在连接的时候没有断开。在连接电路时,所有的开关都应断开,当连接完,检查没有问题后方可闭合开关。

2、闭合开关后,灯泡特别亮(或电流表示数较大)。

分析 主要是滑动变阻器的滑片没有放在阻值最大端。

3、无论如何移动滑片,电表的示数不变且灯泡较亮(暗)。

分析 这是滑动变阻器的两个接线柱都接在上(下)面了。

4、无论如何移动滑片,电压表的示数都达不到其额定电压。

分析 灯泡两端的电压不够,说明电源电压不足,电源提供的电压小于灯泡的额定电压。

5、当闭合开关后,电压表有示数,而电流表无示数。

分析 电流表测的通过灯泡的电流,它没有示数,根据欧姆定律,原因有二个:一是灯泡的电压为0:二是电路中的电阻很大。但电压表有示数,故只可能是电路中的电阻很大了。要使电路中的电阻达到一个很大的值,电压表(相当于一个很大的电阻)应串联在电路中,即灯泡处发生了断路。如图2所示。

6、当闭合开关后,电流表有示数,而电压表无示数

分析 电压表测的灯泡两端的电压,它没有示数,根据欧姆定律,原因有二个:一是通过灯泡的电流为0;二是灯泡的电阻为0。但电流表有示数,故只可能是灯泡的电阻为0了。要让灯泡的电阻为0,只能是灯泡处发生短路了,如图3所示。

7、闭合开关后,向右移动滑片,电流表示数变小,而电压表的示数也在变大。

分析 由图1可知,正常情况下,滑片向右滑时,电路中的总电阻变大,总电压不变,电流变小,电流表的示数应变小,电压表测的是灯泡两端的电压,灯泡的电阻不变,电流变小,其示数也应变小。现在电压表示数变大,说明电压表是与滑动变阻器并联了,如图4所示。

8、如果在进行实验时,电流表坏了,没有电流表可换,给你一个已知定值电阻,如何完成实验呢?

分析 当电流表坏了,可利用串联电路电流处处相等的规律来设计实验。如图5,将定值电阻与灯泡、滑动变阻器组成一个串联电路,先把电压表与灯泡并联,调滑动变阻器的滑片,使电压表的示数达到其额定电压UL:保持滑片位置不动,再把电压表与定值电阻并联,测出其两端的电压为UR。根据IL=IR= ,得P额=ULIL=UL 。

9、如果在进行实验时,电压表坏了,没有电压表可换,给你一个已知定值电阻,如何完成实验呢?

分析 如图6,将定值电阻与灯泡组成一个并联电路,先把电流表与定值电阻串联,调滑动变阻器的滑片,使电流表的示数与定值电阻的乘积等于灯泡的额定电压UL;保持滑片位置不动,再把电流表与灯泡串联,测出通过灯泡里的电流为IL。此时灯泡与定值是并联的,电压相等,所以灯泡两端的电压就是电阻定值电阻两端的电阻,即为灯泡的额定电压,灯泡是正常发光的,得P额=ULIL。

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