测量电功率实验的目的和原理

∙测量电功率实验的目的和原理：
1. 实验目的：
1）测定小灯泡额定电压下的电功率；
2）测定小灯泡略高于额定电压下的电功率；
3）测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。

2. 实验原理：P=UI
应测量的物理量：小灯泡两端的电压U，和通过的电流I。

3. 实验方法：伏安法
∙伏安法测小灯泡的电功率：
∙伏安法测电阻与测功率的异同点：
∙补充：
(1)伏安法测功率。

滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。

多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，不
是为了多次测量求平均值。

所以设计的表格中没有“平均功率”这一栏。

(2)伏安法测定值电阻时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流和电阻两端电压，因电阻阻值不变，这是为了多测几组对
应的电压、电流值，多测几次电阻值，用多次测量求平均值来减小误差。

(3)伏安法测小灯泡电阻时，由于灯丝电阻大小与温度有关。

在不同的工作状态下，小灯泡温度不同。

灯丝电阻也不同。

因此测灯丝电
阻时滑动变阻器的作用是为了保护电路和改变电路中的电流，不是为了多次测量求平均值。

∙“伏安法测功率”中常见故障及排除:
“伏安法测功率”是电学中的重要实验。

同学们在实验过程中，容易出现一些实验故障，对出现的实验故障又束手无策，因此，能够找出实验故障是做好实验的“法宝”。

下面就同学们在实验中易出现的故障从以下几方面进行分析。

1．器材选择不当导致故障
故障一：电流表、电压表指针偏转的角度小。

[分析原因]①电压表、电流表量程选择过大；②电源电压不高。

[排除方法]选择小量程，如果故障还存在，只有调高电源电压。

实验中若电表指针偏转的角度太小，估读电流或电压时由于视觉造成的误差将增大。

为了减小实验误差，选择量程时既不能使电表指针超过最大刻度，又要考虑到每次测量时应该使电表指针偏过刻度盘的中线。

2．器材连接过程中存在故障
故障二：电压表、电流表指针反向偏转。

[分析原因]两表的“+”“-”接线柱接反了，当电流从“一”接线柱流入时，指针反向偏转，甚至出现指针打弯、损坏电表的情况。

[排除方法]将两电表的“+”“-”接线柱对调。

故障三：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡亮度无变化。

[分析原因]滑动变阻器连接有误，没有遵循“一上一下”的接线原则，把滑动变阻器接成了定值电阻。

[排除方法]遵循“一上一下”原则正确连接滑动变阻器。

故障四：滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数都不变，灯泡极亮且亮度无变化。

[分析原因]滑动变阻器的连接有误，没有遵循“一上一下”的接线原则，且滑动变阻器在电路中的阻值为零。

[排除方法]遵循“一上一下”的原则正确连接滑动变阻器。

故障五：刚接好最后一根导线，灯泡立即亮了。

[分析原因]连接电路的过程中，开关没有断开。

[排除方法]连接时注意断开开关，保护电路。

3．元件损坏导致故障
故障六：闭合开关后，灯不亮，电流表、电压表都没有示数。

[分析原因]电路中存在开路：①接线柱接触不良；②电路中电源、电流表、开关或变阻器可能损坏；③连接导线可能断开。

[排除方法]可先把各接线柱拧紧，若还不行，用一根导线让各元件依次短路，找出故障位置。

故障七：闭合开关，灯不亮，电流表几乎没有示数，电压表指针明显偏转。

[分析原因]可能是灯泡灯丝断了或灯座与灯泡接触不良。

[排除方法]更换灯泡或使灯座与灯泡接触良好。

利用电能表和停表测家用电器的功率：
1. 实验原理：
2．实验设计思路：
在家庭电路中，家用电器消耗的电能可以由电能表进行测量。

每只电能表上标有该电能表上的转盘每千瓦的转数。

例如，一只电能表标着3000r／(kW·h)，这表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000 转。

利用盘面上的这个参数可以测定家用电器的功率。

3．实验步骤要测量某家用电器的功率，可只让它在电路中工作，将其他用电器关掉。

观察电能表的转盘转过的转数N，同时用停表测
出所用的时间t(s)，若以上述电能表为例，则该电器的功率大小为=。

还有一种电子式电能表，其表盘上“n imp／(kW·h)”的含义是每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁n 次。

若测得某用电器工作时
间t内指示灯闪烁了N 次，则该用电器的功率为。

小红同学做“测小灯泡的额定功率”实验时，已知小灯泡的额定电压是3.8V，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大约10Ω，滑动变阻器上标有“10Ω1A”的字样。

（1）如图所示的是小红同学连接不完整的实验电路，请你用笔画线代替导线帮她将图中未连接部分连接好，要求：电压表、电流表选择
合适的量程，滑动变阻器的滑片向右移动使连入电路的阻值减小；
（2）当小红同学闭合电路的开关后，电路中可能出现一些不正常现象：
第一种：小灯泡较暗，滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，可能在连接电路时把滑动变阻器的________（填“AB”或“CD”）两端点连入了电路中；
第二种：小灯泡不亮，电流表示数不为零，电压表示数为零，可能小灯泡处_____（填“短路”或“断路”）。

（3）小红同学在实验中为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率，改变接入电路的滑动变阻器的阻值，分别得到三组数据，如下表：
小明认为小红同学通过三次测量得到三组数据，算出三个电功率值，再求平均值得到额定功率的数据处理方法有误，为什么？
（4）你认为正确测量结果P额＝___________W。

同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选用的电源电压为4V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻小于10Ω，滑动变阻器上标有“30ΩlA”字样，如图甲是小林同学没有连接完的实验电路．
(1)请你用笔画线代替导线，帮小林将实验电路连接完整；（1分）
(2)连接线路完好后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数而电流表没有示数，则故障的原因可能
是
(3)故障排除后，闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表的示数如图丙所示，小灯泡两端电压为
V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向（选填“左”或“右”）端滑动；
(4)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 w．
（5）如果电压表坏了，在不能改变原电路的条件下，小林又想粗略测量小灯泡的额定电功率，下一个操作步骤是，使电流表的示数为 A时，计算出小灯泡的额定电功率。

按图示电路对额定电压为3.8V的小灯泡进行实验时，测得5组实验数据，并记录在表中，同时记录了小灯泡亮度变化情况．
请你仔细分析实验数据和实验现象，回答以下问题：
（1）小灯泡的额定功率是______W；
（2）小灯泡亮度变化规律是______；
（3）除了表格中列出的数据和现象外，你还能发现的问题是______．
次数 1 2 3 4 5
U/V 3.0 3.5 3.8 4.0 4.5
I/A 0.28 0.30 0.31 0.32 0.34
亮度增加
实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡，小玲同学利用其中一只灯泡做测量小灯泡电功率的实验。

（1）用笔画线把给出的用电器连接成测量小灯泡电功率的电路图。

（2）若电流表有“0～0.6A”和“0～3A”二档，应选择“0～ A”档接入电路中。

（3）滑动变阻器的最大阻值为15Ω，电源电压不变，将滑动变阻器的电阻值从最大调至5Ω的过程中，它的功率变化为（选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）。

在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5 V，小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。

(1)实验中，电流表的量程应选0～________A。

(2)请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整。

(3)闭合开关前，图1中滑动变阻器的滑片P应位于________(选填“A”或“B”)端。

(4)小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数(如图2所示)为________V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图1中滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动。

(5)小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图3所示的I－U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W。

(6)若小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是____________(写出一种即可)。