伏安法测电阻和测小灯泡的电功率的实验是初中物理中两个重要实验,涉及的内容非常丰富,既有间接测量的实验方法,又有实验基本技能的要求,如电路的连接,电流表、电压表、滑动变阻器的使用等,还有对实验数据的分析。
因此从学习物理知识和方法的角度考虑,这两个实验都是非常重要的。在实验过程中需要测量的物理量都是电压和电流的值,因此这两个实验有相同的地方,当然更多的是不同的地方。
表1
表2
小灯泡的额定电压:_________ V
根据上面两表思考一个问题:两次实验中都测量了三次,目的一样吗?能否根据三次测量的数据计算小灯泡的平均电功率,为什么?
伏安法测电阻中,三次测量时为了求电阻的平均值,减小误差,而在伏安法测小灯泡的电功率中,灯泡的实际功率随其两端电压的改变而改变,所以求电功率的平均值没有意义。
注意:伏安法测电阻的实验有两种情况,一种是测定值电阻的大小,直接计算多次测量后的平均值即为定值电阻的阻值;另一种是测小灯泡电阻的大小,这时需要考虑温度对电阻的影响,如可以忽略温度的影响,仍然可以求平均值,如不能忽略温度的影响(实际实验操作中常不能忽略),可以画出U-I图象,找到小灯泡电阻随温度变化的规律。
在实际的实验中,我们常会遇到电流表或者电压表发生故障,滑动变阻器的铭牌模糊不清等情况,那怎么在有限的器材的条件下成功的进行实验呢?针对测电阻这个实验,冯冯老师提供一些思路,作抛砖引玉之用。
一、伏伏法
1、器材:已知阻值的电阻R0、电压表、电源、开关、导线、待测电阻Rx。
2、电路图:
3、步骤:分别用电压表测出R0和Rx两端的电压值U0和Ux。
4、Rx的表达式:Rx=_________。
思考:上面两个电路图的优缺点分别是什么?
二、伏阻法
1、器材:已知阻值的电阻R0、电压表、电源、开关、导线、待测电阻Rx。
2、如图所示,分别用电压表测出R0两端的电压U0和电源电压U,则Rx= _________。
3、如图所示,断开开关,读出电压表示数U0;闭合开关,读出电压表示数U,则Rx= 。
4、如图所示,断开开关,读出电压表示数Ux;闭合开关,读出电压表示数U,则Rx=_________。
三、安安法
1、器材:已知阻值的电阻R0、电流表、电源、开关、导线、待测电阻Rx。
2、电路图:
3、分别用电流表测出流过R0和Rx的电流值I0和Ix。
4、Rx的表达式:Rx=_________。
四、安阻法
1、器材:已知阻值的电阻R0、电流表、电源、开关、导线、待测电阻Rx。
2、如图所示,分别用电流表测出流过R0的电流值I0和干路电流I,则Rx= _________。
3、如图所示,分别用电流表测出流过Rx的电流值Ix和干路电流I,则Rx=________ 。
4、如图所示,断开开关,读出电流表的示数I0;闭合开关,读出电流表的示数I,则Rx=__________。
5、如图所示,断开开关,读出电流表的示数Ix;闭合开关,读出电流表的示数I,则Rx=__________。
6、如图所示,只闭合开关S,读出电流表的示数I,再同时闭合开关S、S1,读出此时的电流表的示数Ix,则Rx=__________。
五、等效替代法
1、器材:电阻箱、电流表、电源、开关、导线、待测电阻Rx。
2、如图所示,将单刀双掷开关接a,读出电流表的示数I,再将开关接b,调节电阻箱阻值使电流表的示数仍为I,则Rx=__________。
六、转换法
1、器材:已知最大阻值的滑动变阻器R0、电流表或电压表、电源、开关、导线、待测电阻Rx。
2、如图所示,闭合开关,将滑片移动到a端,读出电流表的示数Ix,再将滑片移动到b端,读出电流表的示数I,则Rx=__________。
3、如图所示,闭合开关,将滑片移动到a端,读出电压表的示数U,再将滑片移动到b端,读出电压表的示数Ux,则Rx=__________。
这么多测电阻的方法,是不是有点眼花缭乱了。没关系,逐条学下来,发现很多都是相通的。试一试,能不能把所有的Rx的公式都写出来。同时想一想,这些方法能不能用到测电功率的实验中呢?
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