測量小燈泡的額定功率其原理是用伏安法:即用電壓表測小燈泡兩端的電壓(u),用電流表測通過小燈泡的電流(I),然后運(yùn)用公式P=UI計(jì)算電功率。實(shí)驗(yàn)時通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡兩端的電壓等于額定電壓,則流過燈泡的電流即為額定電流,實(shí)驗(yàn)原理如圖1:如果既有電壓表又有電流表,同學(xué)們會很容易完成此實(shí)驗(yàn),但在中考復(fù)習(xí)時我們常常會遇到一些特殊法測小燈泡額功率的題型,現(xiàn)歸納如下:
一、電壓法(伏阻法)
例1:已知小燈泡額定電壓U額,器材:電源、兩只電壓表、定值電阻R、滑動變阻器、待測燈泡、開關(guān)一只、導(dǎo)線若干,求小燈泡的功率。
步驟:1.按圖2連接電路,調(diào)節(jié)滑動電阻器的滑片P至電壓表v1的示數(shù)為U額,此時燈泡正常發(fā)光。
2.讀出此時v2的示數(shù)為U。
例2若例1中只有一電壓表v,其余條件不變,求小燈泡的功率。
步驟:1.按圖3連接電路,調(diào)節(jié)滑片P至電壓表為U額,此時燈泡正常發(fā)光。
2.保持滑片P不動,將電壓表與R并聯(lián),如虛線所示,記下電壓表的示數(shù)U。
例3若在例1中只有一只電壓表,但有三只開關(guān),求小燈泡的功率。
步驟:1.按圖4連接電路,閉合S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑片P使V表的示數(shù)為U額。
2.閉合S、S2,斷開S1,保持P不動,讀出V示數(shù)為U。
上述三種情況有一個共同特點(diǎn):已知燈泡額定電壓U額和電壓表,求額定電流。把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器,使其正常發(fā)光,此時電壓為額定電壓;因?yàn)镽與燈泡串聯(lián),串聯(lián)電路中電流處處相等,借助于電壓表與定值電阻,便可求出額定電流。
二、電流表法(安阻法)
例1一只小燈泡額定電流I額,器材:電源、兩個電流表、定值電阻R(阻值已知)、滑動變阻器、待測燈泡、開關(guān)一只、導(dǎo)線若干。
步驟:1.按圖5連接電路,調(diào)節(jié)滑片P,直到電流表A1示數(shù)為I額,燈泡正常發(fā)光。
2.讀出此時電流表A2的示數(shù)為I。
3.算出燈泡的額定功率P額=I·R·I額
例2若例1中只有一個電流表,但有三只開關(guān),求小燈泡的功率。
步驟:1.按圖6連接電路,閉合S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑片P使A表的示I額。
2.閉合S、S2,斷開S1,保持P不動,讀出電流表A示數(shù)為I。
3.算出燈泡的額定功率P額=(I-I額)·R·I額
上述兩種情況都是已知I額和電流表,求額定電壓。將電流表與燈泡串聯(lián),利用電流表與燈泡串聯(lián)可以測量電流;根據(jù)并聯(lián)電路中電壓相等特點(diǎn),把燈泡與R并聯(lián),通過調(diào)節(jié)滑動變阻器使其正常發(fā)光,借助電流表和定值電阻便可求出額定電壓。
例3已知小燈泡的額定電壓U額,器材同例1,求額定功率。
2.讀出此時電流表A2的示數(shù)為I。
3.算出燈泡的額定功率P額=I·U額
例4若在例3中只有一只電流表,但有三只開關(guān),求額定功率。
2.閉合S、S2,斷開S1,保持P不動,讀出電流表A示數(shù)為I。
綜上所述,在教學(xué)及解題應(yīng)用,不論是“電壓表法”,還是“電流表法”都是依據(jù)P=UI的原理及歐姆定律來測量小燈泡的電功率,都必須結(jié)合串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)電路。
(作者單位:江蘇省江都市麾村中學(xué))