测量小灯泡的电功率_实验设计-查字典物理网

实验目的：测量小灯泡在额定电压下和高于、低于额定电压下的电功率。

实验器材：计算机、数据采集器、电压传感器、电流传感器、稳压电源或电池（1.5V4节）、滑动变阻器、电路板，导线等

提出问题：

用滑动变阻器进行控制，分别测量以下三种情况下小灯泡的实际功率

（1）使小灯泡在额定电压下发光，测出它的功率；

（2）使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察它的亮度，测出它的功率；

（3）使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察它的亮度，测出它的功率。

设计实验：

实验电路图如图1，用串联滑动变阻器来控制加在小灯泡上的电压，从而控制小灯泡的功率。

图1 测量小灯泡的实际功率电路图

进行实验：

1．按电路图连接电路，把滑动变阻器置于电阻最大位置即b端，；

2．进入TriE ilab主页后，打开实验模板“测量小灯泡的功率”，先对电压传感器和电流传感器分别校零；

3．把电压传感器和电流传感器接入电路，电压传感器和电流传感器的红接线柱如图1所示，另一端为黑接线柱；

4．闭合开关S，点击“开始”，移动滑动变阻器滑动端，观察电压与电流的关系；

5．点击“结束”，采集数据完成；

6．在“公式编辑”中编辑物理量“功率”，符号为P，公式为U1*I1,在图象设置中添加功率与电压的关系图象（这一步也可在模板中完成）；

7．观察图象和数据，得出结论。

实验结果：

1.小灯泡1

用稳压电源做的实验

（1）数据表

电压U/V	8.90	6.60	4.99
电流I/A	0.209	0.177	0.150
功率P/W	1.8601	1.0682	0.7535

（从数据表中选取三组数据）

（2）图象

图2 小灯泡1的电压与电流关系图象

图3 小灯泡1的功率与电压关系图象

用电池做的实验

（1）数据表

电压U/V	3.72	3.10	1.50
电流I/A	0.455	0.411	0.273
功率P/W	1.6906	1.2741	0.4095

（从数据表中选取三组数据）

（2）图象

图4 小灯泡1的电压与电流关系图象（电池做）

图5 小灯泡1的功率与电压关系图象（电池做）

2.小灯泡2

用稳压电源做的实验

（1）数据表

电压U/V	7.20	6.33	4.00
电流I/A	0.641	0.597	0.464
功率P/W	4.6125	3.7790	1.8560

（从数据表中选取三组数据）

（2）图象

图6 小灯泡2的电压与电流关系图象

图7 小灯泡2的功率与电压关系图象

分析和论证（测量结果说明了什么？得出了什么结论？）

测量的数据是电压U和电流I，通过公式来计算功率。小灯泡1的额定电压是6.6V。额定功率是1.1W；小灯泡2的额定电压是6.3V. 额定功率是3.8W。当灯泡的实际电压比额定电压高时，实际功率比额定功率高；当灯泡的实际电压比额定电压低时，实际功率比额定功率低（详见数据表和图象）。

评估：（实验中最可能出现错误的环节？哪方面容易出现较大误差？在实验的设计、操作、分析过程中，发现了哪些新问题？）

（1）滑动变阻器易接错或初位置没放对；（2）滑动过程移动不均匀，注意：在电压低时可以快，电压高时一定要慢；（3）电流传感器接入时一定要断开电路，并注意电压传感器和电流传感器的红。黑接线柱。

交流：自己设计一个实验报告，写出实验目的、实验原理、操作步骤、结论、发现的新问题。

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