第一招――伏安法
【武器系统】开关、滑动变阻器、额定电流为U的小灯泡、电压表、电流表各一个、电源(电流够大)、导线若干。
【战斗方法】这是测定小灯泡额定功率最常用也是最简单的一种技巧。借助所给器材设计电路的思路为:调节滑动变阻器使电流表示数为U时,小灯泡正常发光,记下此时电压表的示数即可。
【形象】
【攻击方式】如图1,调节滑动变阻器滑片P,使电流表示数为U时,此时记下电压表的示数I,则小灯泡的额定功率为:P=UI。
【技能提高】若实验中的条件改为已知小灯泡的额定电压为I,则只需调节滑动变阻器,当电压表的示数为I时,记下此时电流表的示数即可。
【攻击缺陷】如果在实验中电流表坏掉了测定小灯泡电功率实验,借助剩下的仪器是不能测出灯泡的额定功率的。若再给一个已知电阻的定值内阻R,便可以设计电路进行检测,于是,就必须用第二招――伏欧法。
第二招――伏欧法
【武器系统】开关、滑动变阻器、额定电流为U的小灯泡、电压表、已知电阻的定值内阻R各一个、电源(电流够大但未知)、导线若干。
【战斗方法】利用所给器材设计电路的思路有两个要点:
1.通过调节滑动变阻器设法使小灯泡正常发光,并测出此时通过小灯泡的电压。
2.由于缺乏了电压表,所以正常发光时的电压不能直接检测,于是设计电路时须要创设一个电压相等的环境――串联电路。
【形象】
【攻击方式】
1.如图2,S闭合,调节滑动变阻器滑片P,使电流表的示数为U。
2.S断掉,保持滑片P不动(保证灯泡处于正常发光状态),将电流表与R并联。
3.S闭合,记下此时电流表的示数U。
4.小灯泡额定功率的表达式为:P=U。
【技能提高】若要求设计电路一次成形,不能搬移器件的话,则须要把开关换成一个单刀双掷开关,设计方案如下:
1.如图3,S接1,调节滑动变阻器滑片P,使电流表的示数为U。
2.S接2,保持滑片P不动(保证灯泡处于正常发光状态),记下此时电流表的示数U。
3.小灯泡额定功率的表达式为:P=。
【攻击缺陷】类似地,假若在实验中坏掉的是电流表,再给一个已知电阻的定值内阻R,于是就有了第三招――安欧法。
第三招――安欧法
【武器系统】开关、滑动变阻器、额定电流为U的小灯泡、电流表、已知电阻的定值内阻R各一个、电源(电流够大但未知)、导线若干。
【战斗方法】利用所给器材设计电路的思路同样也有两个要点:
1.通过调节滑动变阻器设法使小灯泡正常发光,并测出此时通过小灯泡的电压。
2.由于缺乏了电流表,所以对于小灯泡何时正常发光不能直接判定。并且借助有电压表和定值内阻R这两个条件,可以先让通过R的电压为,即保证R两端电流为U;再通过并联电路的环境使R和灯泡L的电流相等,即保证了小灯泡处于正常发光状态。
【形象】
【攻击方式】
1.估算I=。
2.如图4,S闭合,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为I。
3.S断掉,保持滑片P不动(保证灯泡处于正常发光状态),将电压表与灯泡L串联。
4.S闭合,记下此时电压表的示数I。
5.小灯泡额定功率的表达式为:P=UI。
【技能提高】若要求设计电路一次成形,不能搬移器件的话,也须要把开关换成一个单刀双掷开关,设计方案如下:
1.如图5,估算I=。
2.S接2,调节滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为I。
3.S接1,保持滑片P不动(保证灯泡处于正常发光状态),记下此时电压表的示数I。
4.小灯泡额定功率的表达式为:P=UI-。
【攻击缺陷】若将定值内阻R换成内阻箱R,也可以设计实验测出小灯泡的额定功率,这就是第四招――等效取代法。
第四招――等效取代法
【武器系统】单刀双掷开关、滑动变阻器、额定电流为U的小灯泡、电压表、电阻箱R各一个、电源(电流够大但未知)、导线若干。(要考虑湿度对钨丝内阻的影响)
【战斗方法】利用所给器材设计电路时,考虑到室温对钨丝内阻的影响,只需用等效取代的方式测出灯泡正常发光时的内阻。
【形象】
【攻击方式】
1.如图6,S接2,调节滑动变阻器滑片P,使电流表示数为U。
2.S接1,保持滑片P不动,调节R使电流表的示数一直为U,记下此时R的示数R。
3.小灯泡额定功率的表达式为:P=
【技能提高】若已知小灯泡的额定电压,也可以将电流表换成电压表,借助等效取代的方式测出灯泡正常发光时的阻值。
其实,伏安法是测定小灯泡电功率的基本技巧。假如只有一只水表(电压表或电流表),再降低一只电阻已知的阻值器以及其他必要的器材,也可以设计电路测定小灯泡的额定功率。假如没有单刀双掷开关,可以用两只单刀单掷开关替代;也可只用一只单刀单掷开关,不过要拆下水表,先后进行两次检测。其实,在每种方式的电路设计中都有一个重点须要注意,那就是必须先让灯泡处于正常发光状态,只有这样能够正确测出相关数学量测定小灯泡电功率实验,得到灯泡的额定功率。四种招式灵活使用,会使测灯泡的额定功率得心应手。