要想測(cè)量小燈泡的電功率,我們當(dāng)然要從電功率的計(jì)算方法入手:根據(jù)P=UI可知,我們必須測(cè)出小燈泡兩端的電壓U和通過(guò)小燈泡的電流I,才能計(jì)算出小燈泡的電功率。而測(cè)量小燈泡兩端的電壓U和通過(guò)小燈泡的電流I,需要電壓表和電流表。應(yīng)用電壓表和電流表測(cè)量小燈泡的功率實(shí)驗(yàn),和測(cè)量小燈泡的電阻實(shí)驗(yàn)是相似的,都是伏安法的一個(gè)具體應(yīng)用。如果實(shí)驗(yàn)中我們的電壓表或者電流表?yè)p壞了,我們又該如何選擇需要的器材測(cè)量小燈泡的電功率呢?
一、缺電流表的小燈泡電功率測(cè)量實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)器材:開關(guān)一個(gè)、電源一個(gè)、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、定值電阻R一個(gè)、小燈泡一個(gè)、電壓表一只、導(dǎo)線若干。
實(shí)驗(yàn)步驟:
1. 按照電路圖連接實(shí)物圖,注意開關(guān)處于斷開狀態(tài),滑動(dòng)變阻器處于最大值;
2. 閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,使得小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓,讀出燈泡兩端的額定電壓U;
3. 斷開開關(guān),將電壓表與定值電阻R并聯(lián),閉合開關(guān),測(cè)出定值電阻R的電壓U;
4. 通過(guò)燈泡的電流等于通過(guò)定值電阻R的電流,即I=I= ,則小燈泡的電功率P=UIL=;
5. 斷開開關(guān),將電壓表與小燈泡并聯(lián),閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,使得小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓的1.2倍,讀出燈泡兩端的電壓U′;
6. 斷開開關(guān),將電壓表與定值電阻R并聯(lián),閉合開關(guān),測(cè)出定值電阻R的電壓U′;
7. 通過(guò)燈泡的電流等于通過(guò)定值電阻R的電流,即I′=I′=,則小燈泡的電功率P=U′I′=;
8. 斷開開關(guān),將電壓表與小燈泡并聯(lián),閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,使得小燈泡兩端的電壓低于其額定電壓,讀出燈泡兩端的電壓U″;
9. 斷開開關(guān),將電壓表與定值電阻R并聯(lián),閉合開關(guān),測(cè)出定值電阻R的電壓U″;
10. 通過(guò)燈泡的電流等于通過(guò)定值電阻R的電流,即I″=I″=,則小燈泡的電功率P=U″IL″=。
二、缺電壓表的小燈泡電功率測(cè)量實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)器材:開關(guān)一個(gè)、電源一個(gè)、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、定值電阻R一個(gè)、小燈泡一個(gè)、電流表一只、導(dǎo)線若干。
實(shí)驗(yàn)步驟:
1. 按照電路圖連接實(shí)物圖,注意開關(guān)處于斷開狀態(tài),滑動(dòng)變阻器處于最大值;
2. 閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,使得通過(guò)小燈泡的電流等于其額定電流,讀出燈泡的額定電流I;
3. 斷開開關(guān),將電流表與定值電阻R串聯(lián),閉合開關(guān),測(cè)出定值電阻R的電流I;
4. 燈泡兩端的電壓等于定值電阻R兩端的電壓,即U=U= IR,則小燈泡的電功率P=UI=IIR;
5. 斷開開關(guān),將電流表與小燈泡串聯(lián),閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,使得小燈泡的電流等于其額定電流的1.2倍,讀出燈泡兩端的電壓U′;
6. 斷開開關(guān),將電流表與定值電阻R串聯(lián),閉合開關(guān),測(cè)出定值電阻R的電流I′;
7. 燈泡的電壓等于定值電阻R的電壓,即U′=U′= ,則小燈泡的電功率P=U′IL′=I′I0′R0;
8. 斷開開關(guān),將電流表與小燈泡串聯(lián),閉合開關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器,使得小燈泡的電流低于其額定電流,讀出燈泡的電流I″;
9. 斷開開關(guān),將電壓表與定值電阻R串聯(lián),閉合開關(guān),測(cè)出定值電阻R的電流I″;
7. 燈泡的電壓等于定值電阻R的電壓,即U″=U″= I″R,則小燈泡的電功率P=U″IL″=I″I0″R0 .