趣味科学实验:N164. 原来废旧日光灯管还可以这样用


废旧日光灯丝还可以这样用......

家里用旧的日光灯管,你会怎么处理呢?一般我们会选择直接扔掉。但在初中科学实验室里,废旧的日光灯灯丝可是探究“电阻与温度的关系”极好的材料。接下来跟着小编一起来体验一下废旧日光灯丝的妙用。

一【实验现象】

【视频来源由 北京师范大学附属杭州中学 张立锋 录制 】

二【操作过程】

问题背景

在求解实际功率和额定功率时,多数情况下,我们认为灯泡的电阻值是不变的。实际上,导体电阻大小受温度的影响,灯泡在不同亮度的发光情况下,灯丝的温度不同,从而导致灯丝的电阻值不同,进而使灯泡的实际功率有较大的变化。在做灯泡功率受温度影响的习题时,由于缺乏相应的实验基础和感性认识,学生往往会束手无策。

解决方案

利用废旧的日光灯灯丝和小灯泡等材料进行实验,能让学生对以下问题有一个感性的认识与分析:一是灯丝阻值随温度变化的情况,二是家用白炽灯在常温下的电阻值与正常发光时的 电阻值的区别,三是正常发光的灯泡在不正常时的电阻变化情况。

制作使用

实验器材准备:日光灯灯丝、小灯泡、开关、电源、导线若干、酒精灯、火柴。如下图所示:

连接:将日光灯灯丝与小灯泡、开关、电源等串联进电路,闭合开关,如下图所示。

实验:点燃酒精灯,将日光灯丝置于酒精灯外焰进行加热,观察小灯泡亮暗变化,如下图所示。

实验结果

✦当日光灯丝靠近酒精灯时,小灯泡由亮变暗(见上图);

✦当日光灯丝远离酒精灯时,小灯泡又由暗变亮,如下图所示。

三【实验原理】

 当日光灯丝靠近酒精灯时,由于温度升高,致使灯丝的电阻骤然增大,使得电路中的电流变小,灯泡变暗;当日光灯丝远离酒精灯时,随着温度降低,灯丝电阻恢复原值,电流又变大,所以小灯泡又变亮了。


电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种物质所制成的原件(常温下20°C)的电阻与横截面积的乘积与长度的比值叫做这种物质的电阻率。电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定,且与温度有关。

       电阻率在国际单位制中的单位是Ω·m,读作欧姆米,简称欧米。常用单位为“欧姆·厘米”。

在温度一定的情况下,有公式

其中的ρ就是电阻率,L为材料的长度, S为面积。可以看出,材料的电阻大小与材料的长度成正比,即在材料和横截面积不变时,长度越长,材料电阻越大:而与材料横截面积成反比,即在材料和长度不变时,横截面积越大,电阻越小。


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