电学实验必备:测量小灯泡的电功率!

重点知识

1. 电功率定义:电流在单位时间内所做的功.

2. 物理意义:表示电流做功快慢的物理量.

3. 电功率计算公式

(适用于所有电路)

对于纯电阻电路可推导出:

①串联电路中常用公式:

②并联电路中常用公式:

③无论用电器串联或并联,计算总功率常用公式:

4. 单位:国际单位 瓦特(W)   常用单位:千瓦(kW)

5. 额定电压和额定功率

额定电压:用电器正常工作时的电压.

额定功率:用电器在额定电压下的功率(灯泡亮度则取决于灯泡实际功率的大小)

实验精华速览与补充

主题:测量小灯泡电功率的探究实验

1.实验目的:测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率.

2.实验原理P=UI用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测小灯泡中的电流,在额定电压下测出的电功率就是额定功率。这是物理学中常用的一种间接测量方法,这种方法又被称为“伏安法”.

3.实验电路:根据实验的目的和原理设计如下电路:

4.实验器材:小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线.

说明:因为要测量不同电压下的功率,所以电路中要接入滑动变阻器,用来改变小灯泡两端电压

5.实验步

(1)按电路图连接好电路;

(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V,观察小灯泡的亮度,并记录电流表和电压表的示数.

(3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍,观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数。

注意:小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多.

(4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍,观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数.

(5)计算出三种情况下小灯泡的电功率.

(6)断开电路,整理器材.

6.实验数据(记录)表格

注意:在进行实验时应该注意以下几点:

(1)电源电压应高于小灯泡的额定电压,例如,测额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时至少要选两节干电池串联作电源.

(2)电压表的量程应该大于小灯泡的额定电压,电流表的量程要大于小灯泡正常工作电流.

(3)滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的正常工作电流,而滑动变阻器的最大电阻值应与小灯泡的电阻差不多,以使调节效果明显.

(4)根据串联分压原理进行判断,准确熟练地调节滑动变阻器,使小灯泡在等于额定电压、略高于额定电压和低于额定电压三种条件下发光. 尤其是在做第二次实验时,需小心调节滑动变阻器,以免因实验电压超过额定电压太多而烧毁了灯泡.

(5)开始连接电路时,要使开关断开,闭合开关前,要把滑动变阻器滑片置于最大阻值处.

(6)开始实验前,要检查电路并试触,实验结束,要先断开开关,再整理电路.

分析论证:由公式P=UI计算小灯泡的功率.(将计算结果填入表中,通过分析和比较得出灯泡的亮暗程度与电功率间的关系)

7.实验结论

(1)不同电压下,小灯泡的功率不同;实际电压越大,小灯泡功率越大.

(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮.

8.实验拓展:测小灯泡的电功率和用伏安法测电阻两个实验有相似之处,也有明显区别,列表对比分析如下:

重要说明:

(1)测量定值电阻

的阻值时,三次电压、电流值,算出三次

的阻值求平均值,目的是为了减小实验误差.

(2)测小灯泡L电阻时要测出三次电压、电流值,算出三次小灯泡的阻值,但不能求平均值,因为小灯泡的亮度、电流、电压变化时,温度是变化的,从而使电阻变化,测量三次的目的是为了观察当电流、电压变化时,小灯泡的电阻随温度变化情况.

(3)测小灯泡的电功率为何也不能求平均值?

随着小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的改变,小灯泡的功率也在改变,不同的电压下,小灯泡的电功率不同,小灯泡的实际功率是不断变化的,因此求功率的平均值是没有意义的,此实验是为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况,所以测电功率不能求平均值.

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