探究小燈泡的電功率實驗步驟如下:
(1)按電路圖連接好電路;
(2)閉合開關,調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓恰好等於小燈泡的額定電壓2.5V,觀察小燈泡的亮度,並記錄電流表和電壓表的示數。
(3)調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓約等於小燈泡額定電壓的1.2倍。觀察小燈泡的亮度變化,並記錄此時電流表和電壓表的示數(註意:小燈泡兩端的電壓不能超過它的額定電壓太多)。
(4)調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓約等於小燈泡額定電壓的0.8倍。觀察小燈泡的亮度變化,並記錄此時電流表和電壓表的示數。
(5)計算出三種情況下小燈泡的電功率
(6)斷開電路,整理器材。
實驗目的:測量小燈泡在不同電壓下工作時的電功率。
實驗原理:根據公式P=UI,用電壓表測小燈泡兩端的電壓,用電流表測小燈泡中的電流,利用公式P=UI計算電功率,在額定電壓下測出的電功率就是額定功率。這是物理學中常用的壹種間接測量方法,這種方法又被稱為“伏安法”。
實驗電路:根據實驗的目的和原理設計如下電路。
實驗器材:小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關、導線。
器材說明:用電流表和電壓表分別測出通過小燈泡的電流和其兩端電壓,因為要測量不同電壓下的功率,所以電路中要接入滑動變阻器,用來改變小燈泡兩端電壓。
註意:在進行實驗時應註意以下幾點:
(1)電源電壓應高於小燈泡的額定電壓,例如,測定額定電壓為2.5?V的小燈泡的電功率時至少要選兩節幹電池串聯作電源。
(2)電壓表的量程應大於小燈泡的額定電壓,電流表的量程要大於小燈泡正常工作電流。
(3)滑動變阻器允許通過的最大電流要大於燈泡的正常工作電流,而滑動變阻器的最大電阻值應與小燈泡的電阻差不多,以使調節效果明顯。
(4)根據串聯分壓原理進行判斷,準確熟練地調節滑動變阻器,使小燈泡在等於額定電壓、略高於額定電壓的和低於額定電壓三種條件下發光。尤其在做第二次實驗時,需小心調節滑動變阻器,以免因實驗電壓超過額定電壓太多而燒壞燈泡。
(5)開始連接電路時,要使開關斷開,閉合開關前,要把滑動變阻器滑片置於最大阻值處。
(6)開始實驗前,要檢查電路並試觸,實驗結束,要先斷開開關,再整理電路。
分析論證:由公式P=IU計算小燈泡的功率。(將計算結果填入表中,通過分析和比較得出)分析比較額定電功率和實際電功率大小問題,比較燈泡的亮暗程度與電功率間的關系。
當U實=U額時,?P實=P額?,正常發光;當U實;當U實>U額時,P實>?P額,較亮。
實驗結論:
(1)不同電壓下,小燈泡的功率不同。實際電壓越大,小燈泡功率越大。
(2)小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定,實際功率越大,小燈泡越亮。