第一招――伏安法
【武器系統(tǒng)】開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、額定電流為U的小燈泡、電壓表、電流表各一個(gè)、電源(電流夠大)、導(dǎo)線若干。
【戰(zhàn)斗方法】這是測(cè)定小燈泡額定功率最常用也是最簡(jiǎn)單的一種技巧。借助所給器材設(shè)計(jì)電路的思路為:調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表示數(shù)為U時(shí),小燈泡正常發(fā)光,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)即可。
【形象】
【攻擊方式】如圖1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,使電流表示數(shù)為U時(shí),此時(shí)記下電壓表的示數(shù)I,則小燈泡的額定功率為:P=UI。
【技能提高】若實(shí)驗(yàn)中的條件改為已知小燈泡的額定電壓為I,則只需調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,當(dāng)電壓表的示數(shù)為I時(shí),記下此時(shí)電流表的示數(shù)即可。
【攻擊缺陷】如果在實(shí)驗(yàn)中電流表壞掉了測(cè)定小燈泡電功率實(shí)驗(yàn),借助剩下的儀器是不能測(cè)出燈泡的額定功率的。若再給一個(gè)已知電阻的定值內(nèi)阻R,便可以設(shè)計(jì)電路進(jìn)行檢測(cè),于是,就必須用第二招――伏歐法。
第二招――伏歐法
【武器系統(tǒng)】開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、額定電流為U的小燈泡、電壓表、已知電阻的定值內(nèi)阻R各一個(gè)、電源(電流夠大但未知)、導(dǎo)線若干。
【戰(zhàn)斗方法】利用所給器材設(shè)計(jì)電路的思路有兩個(gè)要點(diǎn):
1.通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器設(shè)法使小燈泡正常發(fā)光,并測(cè)出此時(shí)通過(guò)小燈泡的電壓。
2.由于缺乏了電壓表,所以正常發(fā)光時(shí)的電壓不能直接檢測(cè),于是設(shè)計(jì)電路時(shí)須要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)電壓相等的環(huán)境――串聯(lián)電路。
【形象】
【攻擊方式】
1.如圖2,S閉合,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,使電流表的示數(shù)為U。
2.S斷掉,保持滑片P不動(dòng)(保證燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài)),將電流表與R并聯(lián)。
3.S閉合,記下此時(shí)電流表的示數(shù)U。
4.小燈泡額定功率的表達(dá)式為:P=U。
【技能提高】若要求設(shè)計(jì)電路一次成形,不能搬移器件的話,則須要把開(kāi)關(guān)換成一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān),設(shè)計(jì)方案如下:
1.如圖3,S接1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,使電流表的示數(shù)為U。
2.S接2,保持滑片P不動(dòng)(保證燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài)),記下此時(shí)電流表的示數(shù)U。
3.小燈泡額定功率的表達(dá)式為:P=。
【攻擊缺陷】類似地,假若在實(shí)驗(yàn)中壞掉的是電流表,再給一個(gè)已知電阻的定值內(nèi)阻R,于是就有了第三招――安歐法。
第三招――安歐法
【武器系統(tǒng)】開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、額定電流為U的小燈泡、電流表、已知電阻的定值內(nèi)阻R各一個(gè)、電源(電流夠大但未知)、導(dǎo)線若干。
【戰(zhàn)斗方法】利用所給器材設(shè)計(jì)電路的思路同樣也有兩個(gè)要點(diǎn):
1.通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器設(shè)法使小燈泡正常發(fā)光,并測(cè)出此時(shí)通過(guò)小燈泡的電壓。
2.由于缺乏了電流表,所以對(duì)于小燈泡何時(shí)正常發(fā)光不能直接判定。并且借助有電壓表和定值內(nèi)阻R這兩個(gè)條件,可以先讓通過(guò)R的電壓為,即保證R兩端電流為U;再通過(guò)并聯(lián)電路的環(huán)境使R和燈泡L的電流相等,即保證了小燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài)。
【形象】
【攻擊方式】
1.估算I=。
2.如圖4,S閉合,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,使電壓表的示數(shù)為I。
3.S斷掉,保持滑片P不動(dòng)(保證燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài)),將電壓表與燈泡L串聯(lián)。
4.S閉合,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)I。
5.小燈泡額定功率的表達(dá)式為:P=UI。
【技能提高】若要求設(shè)計(jì)電路一次成形,不能搬移器件的話,也須要把開(kāi)關(guān)換成一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān),設(shè)計(jì)方案如下:
1.如圖5,估算I=。
2.S接2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,使電壓表的示數(shù)為I。
3.S接1,保持滑片P不動(dòng)(保證燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài)),記下此時(shí)電壓表的示數(shù)I。
4.小燈泡額定功率的表達(dá)式為:P=UI-。
【攻擊缺陷】若將定值內(nèi)阻R換成內(nèi)阻箱R,也可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)出小燈泡的額定功率,這就是第四招――等效取代法。
第四招――等效取代法
【武器系統(tǒng)】單刀雙擲開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、額定電流為U的小燈泡、電壓表、電阻箱R各一個(gè)、電源(電流夠大但未知)、導(dǎo)線若干。(要考慮濕度對(duì)鎢絲內(nèi)阻的影響)
【戰(zhàn)斗方法】利用所給器材設(shè)計(jì)電路時(shí),考慮到室溫對(duì)鎢絲內(nèi)阻的影響,只需用等效取代的方式測(cè)出燈泡正常發(fā)光時(shí)的內(nèi)阻。
【形象】
【攻擊方式】
1.如圖6,S接2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,使電流表示數(shù)為U。
2.S接1,保持滑片P不動(dòng),調(diào)節(jié)R使電流表的示數(shù)一直為U,記下此時(shí)R的示數(shù)R。
3.小燈泡額定功率的表達(dá)式為:P=
【技能提高】若已知小燈泡的額定電壓,也可以將電流表?yè)Q成電壓表,借助等效取代的方式測(cè)出燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值。
其實(shí),伏安法是測(cè)定小燈泡電功率的基本技巧。假如只有一只水表(電壓表或電流表),再降低一只電阻已知的阻值器以及其他必要的器材,也可以設(shè)計(jì)電路測(cè)定小燈泡的額定功率。假如沒(méi)有單刀雙擲開(kāi)關(guān),可以用兩只單刀單擲開(kāi)關(guān)替代;也可只用一只單刀單擲開(kāi)關(guān),不過(guò)要拆下水表,先后進(jìn)行兩次檢測(cè)。其實(shí),在每種方式的電路設(shè)計(jì)中都有一個(gè)重點(diǎn)須要注意,那就是必須先讓燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài),只有這樣能夠正確測(cè)出相關(guān)數(shù)學(xué)量測(cè)定小燈泡電功率實(shí)驗(yàn),得到燈泡的額定功率。四種招式靈活使用,會(huì)使測(cè)燈泡的額定功率得心應(yīng)手。