在測定小燈泡功率的實驗中,根據(jù)電功率的公式P=UI,測出小燈泡兩端的電壓和小燈泡中的電流,就可以計算出小燈泡的電功率,在額定電壓下測出的電功率就是額定功率.
故答案為:P=UI;電壓;電流;額定電壓.
根據(jù)功率公式:P=UI,要測量燈泡的額定功率,需使燈泡兩端的電壓等于額定電壓,測出此時的電流,然后根據(jù)公式P=UI計算出功率即額定功率.
測量小燈泡的電功率的方法和原理:根據(jù)P=IU,要測量小燈泡的電功率,需要測量通過小燈泡的電流I和小燈泡兩端的電壓U,這就需要電流表和小燈泡串聯(lián),電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端.要測量小燈泡在不同電壓下的電功率,就需要滑動變阻器和小燈泡串聯(lián),通過改變滑動變阻器的滑片位置,改變小燈泡兩端的電壓和小燈泡中的電流.實驗電路圖如圖7-19所示.
用電壓表和電流表測量小燈泡的電功率
根據(jù)電功率的公式P=IU,測出小燈泡的電流和電壓,就可以計算得出小燈泡的功率.在額定電壓下測出的功率就是額定功率.調(diào)節(jié)滑動變阻器改變小燈泡兩端的電壓,使它略高于或略低于額定電壓,測出對應的電流值,就可以計算出小燈泡不在額定電壓下的功率.
根據(jù)實驗的要求,自己設計出電路,并畫出實驗電路圖.然后按電路圖選擇實驗器材并將器材連接成電路,進行實驗.
(1)使小燈泡在額定電壓下發(fā)光,測出小燈泡中的電流,算出小燈泡的功率.
(2)使小燈泡上的電壓約為額定電壓的1.2倍,觀察小燈泡的發(fā)光情況,測出小燈泡中的電流,算出小燈泡的功率.
(3)使小燈泡上的電壓低于額定電壓,觀察小燈泡的發(fā)光情況,測出小燈泡中的電流,算出小燈泡的功率.
設計如下的表格,把三次實驗數(shù)據(jù)填寫在表格里.
分析實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù),歸納得出實驗結(jié)論:
(1)小燈泡的發(fā)光情況由實際功率決定,功率越大,燈泡越亮;。
(2)燈泡實際消耗的功率隨著加在它兩端的電壓而改變.電壓越大,功率越大;
(3)燈泡兩端實際電壓等于額定電壓時,燈泡正常發(fā)光;低于額定電壓時,燈泡比正常發(fā)光時暗;高于額定電壓時,燈泡比正常發(fā)光時更亮.
(4)燈泡的實際功率可以等于額定功率,也可以不等于額定功率.
實驗結(jié)束后,要對實驗過程進行回顧和分析,思考在實驗過程中還有沒有不合理的地方,操作中有沒有什么失誤,測量結(jié)果有哪些誤差,并和同學進行交流.最后寫出實驗報告.
例題1:
某小組同學探究小燈泡發(fā)光時的亮度與哪些因素有關.他們用九只不同規(guī)格的燈泡分別接入電路,使它們都正常發(fā)光,并用電壓表和電流表分別測得小燈泡正常發(fā)光時的電壓和電流.該小組的同學仔細觀察燈泡的亮暗程度,把九只燈泡分成三組,每組的亮暗程度相同,且第—組最亮,第二組其次,第三組最暗.實驗中記錄的有關數(shù)據(jù)分別如表—、表二、表三所示.
分析與解答:
根據(jù)實驗中記錄的數(shù)據(jù)可以得出九只規(guī)格不同的燈泡正常發(fā)光時的電阻和功率.第一組三只燈泡的電阻依次是3Ω、12Ω和48Ω,功率都是12W;第二組三只燈泡的電阻分別是6Ω、24Ω和96Ω,功率均是6W;第三組三只燈泡的電阻分別是3Ω、12Ω和48Ω,功率都是3W.
(1)分析比較實驗序號1與4、2與5、3與6的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象,燈泡兩端電壓相同,燈泡的電流、電阻、電功率和亮度均不同,歸納可得出的初步結(jié)論是:當燈泡兩端的電壓相等時,通過燈泡的電流越大,燈泡的功率越大,燈泡越亮.
(2)分析比較實驗序號4與7、5與8、6與9的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象,通過燈泡中的電流相同,燈泡兩端的電壓、電阻和電功率都不同,歸納可得出的初步結(jié)論是:當通過燈泡的電流相等時,燈泡兩端的電壓越大,燈泡的功率越大,燈泡越亮.
(3)進—步綜合分析表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象,歸納可得出如下結(jié)論.
(a)燈泡兩端的電壓與通過燈泡的電流的乘積相等,即燈泡的功率相等,燈泡的亮度相同;
(b)燈泡兩端的電壓與通過燈泡的電流的乘積越大,即燈泡的功率越大,燈泡越亮,小燈泡發(fā)光時的亮度是由燈泡兩端電壓和通過燈泡電流的乘積,即燈泡的功率決定的.
例題2:
在“測定小燈泡額定功率”的實驗中:電路如22頁圖7-19所示,小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻約為10Ω,電源為兩節(jié)干電池.
(1)請用筆畫線代替導線,將圖7-20甲中的元件連成符合這個實驗要求的電路(連線不能交叉).
分析與解答:
(1)在連接電路之前要確定電壓表和電流表所使用的量程.選擇電壓表的量程時,以燈泡的額定電壓為依據(jù).本題中,小燈泡的額定電壓為2.5V,為提高讀數(shù)的準確性,電壓表選擇使用0~3V量程,把標有“—”和“3”的兩個接線柱連入電路.選擇電流表的量程時,以電路中可能出現(xiàn)的最大電流值(滑動變阻器連入電路的電阻為零時的電流)為依據(jù).本題中給出的電源是兩節(jié)干電池,必須組成串聯(lián)電池組使用,電源電壓為3V,電路中可能出現(xiàn)的最大電流,電流表選擇使用0~0.6A的量程,把標有“-”和“0.6”的兩個接線柱接入電路中.連接實驗電路時,可先把電池組、開關、滑動變阻器、小燈泡和電流表連接成串聯(lián)電路,最后把電壓表并聯(lián)接在小燈泡兩端.
(2)正確連好電路后,閉合開關S,燈L不亮,說明燈泡中沒有電流通過,燈泡電路出現(xiàn)了開路或短路.
(3)由于電流表使用的是0~0.6A量程,燈泡正常發(fā)光時,兩端電壓等于額定電壓,U=2.5V,燈泡中的電流等于電流表的示數(shù),I=0.26A,燈泡的額定功率等于此時的實際功率,P=IU=0.26A&TImes;2.5V=0.65W.
由以上分析可得:
(1)連成的符合實驗要求的電路如圖7-21所示;
(2)閉合開關S燈L不發(fā)光的故障原因可能有A、C、D;
(3)燈泡L的額定功率為0.65W.
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