201909初中电磁学物理实验PPT.ppt
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1、实验六 测量小灯泡及发光二极管的电功率,实验目的 1.了解小灯泡发光前后电阻变化情况。 2.了解小灯泡及发光二极管在不同的电压下的电流变化特性。 3.学会测量小灯泡及发光二极管在正常工作状态下的电功率。,实验原理,对于研究的对象而言,正电荷从高电位的一端流向低电 位的一端,电场力对其作了功,这个功通常叫做电流的功,简 称电功。而单位时间内对研究的对象所作的功称为电功率,用 P表示,即 式中,在电路中用于计算电器电功率的常用公式有:,功率的单位为焦/秒,又称为瓦特,用W 符号来表示。,11,12,13,实验内容,1.通过对小灯泡及发光二极管在发光前后电阻的测量来观察其特性的变化。 2.通过改变小
2、灯泡及发光二极管内的电流大小来观察其亮度变化,并由此测量出相应的电流与电压值。 3.通过作图或计算的方式得到小灯泡及发光二极管在不同条件下的电功率。,注意:,实验中,小灯泡的接线可不考虑正负;而发光二极管在接线时应考虑其极性,即正极连接到电路中电源的正极输出端。,亮,不亮,实验器材:,直流电源、小灯泡、发光二极管、 多用电表、电压表、电流表、 滑动变阻器、开关、导线,实验内容和方法:,一用多用电表的欧姆量程, 测量小灯泡及发光二极 管未接入电路时的电阻。,约几欧几十欧,近似于无穷大,正、小、长,负、大、短,二测量小灯泡的电功率。 (1)用伏安法的测量原理设计出实验线路图。,(2)按照画出的实验
3、线路图接好电路。 (3)接通电路后,通过改变小灯泡两端的电压来测出相应的电流和 电压值。 怎么调节小灯泡两端的电压?,小灯,按照画出的实验线路图接好电路。,如何接线?,小灯,按照画出的实验线路图接好电路。,如何接线?,小灯,测量灯泡电功率的实验过程,1.将实验仪器和器材摆放在合适的位置上; 2.按图连接好导线; 3.调节可变电阻(分压作用),选择不同的输出 电压; 4.测出灯泡处于不同电压下的电流值; 5.根据得到的电压及电流值绘出灯泡的特性曲线 图。,根据表1的要求计算出小灯泡的实际电功率,表1 实际电压 电压(V) 电流(A) 发光情况 电功率(W) 等于额定电压值 3.0 0.083 正
4、常 0.25 低于额定电压值 1.5 0.070 偏暗 0.11 略高于额定电压值 3.5 0.086 偏亮 0.30,三测量发光二极管的电功率,1用伏安法的测量原理设计出实验线路图(注意发光二极管要正向连接)。 2按照画出的实验线路图接好电路。 3接通电路后,通过改变发光二极管两端的电压来测出相应的电流和电压值(注意:发光二极管两端的电压应小于3伏)。 4根据表2的要求计算出发光二极管的实际电功率。,按照画出的实验线路图接好电路。,如何接线?,发光二极管,实验电路图,接线时注意电表和 发光二极管的正负极性,发光二极管,根据表2的要求计算出发光二极管的实际电功率。,表2 实际电压 电压(V)
5、电流(A) 发光情况 电功率(W) 等于额定电压值 1.6 0.006 正常 0.010 低于额定电压值 1.2 0.004 偏暗 0.004 略高于额定电压值 2.0 0.009 偏亮 0.018,思考题,1.测量小灯泡及发光二极管的电功率除了用伏安法外,还能 用其他方法吗?请设计出不同的测量方法。 2.小灯泡及发光二极管在未接入电路时分别测出的电阻值有 什么区别? 3.测出得到小灯泡及发光二极管的伏安特性是怎样的? 4.你若感觉小灯泡与发光二极管的亮度基本相同时,测量得 到的电功率哪个会更大些? 5.若一个标有“220V 25W”的灯泡,在正常发光时,通过灯 丝的电流会有多大?此时灯丝的电
6、阻将会多大?,6.“36V 40W”和“220V 40W”的两个灯泡在正常发光时,各自通过的电流和电功率为多大? 7.当你用多用电表测量一个小灯泡的电阻时,你会发现测得的电阻值远小于用额定电压和额定功率计算得到的电阻值。这是什么原因呢?,思考:,小灯的灯丝断了后,有人再将其灯丝 搭起来通电,还能发光,问此时该小灯实际 消耗的电功率与原来相比,是( )。 (A)不变 (B)增大 (C)减小 (D)无法确定 如何分析?,实验七 测量与分析电阻的串、并联关系,实验目的 1.了解电阻与电阻间的串、并联阻值关系。 2.学会多用电表的使用。 3.了解固定电阻与可变电阻间的区别,并了解使用时的不同点。 4.
7、学习制作各种电阻,并设计一些应用的方案。,实验原理,根据欧姆定律,经过一段电路中的电流强度I是由这段电路两端的电压以及电路中导体的电阻来决定, 即, 但是在实际电路中,往往会有多个电阻同时存在并在电路中起作用,所以,在这种情况下,需要分析其合成后的等效总电阻大小。 电路中同时有几个电阻存在时,其连接的形式有多种,串联、并联或串并联结合。,将电阻一个接一个地单向连起来,然后跨接在某电路A、B两端,这种接法称为串联接法,见图7-1。,R1,R2,R3,RX,A,B,电阻串联时,其等效总电阻为各个电阻的和. 即:,将一个个电阻直接跨接在某电路A、B的两端,这种接法称为并联接法,见图7-2。,R1,R
8、2,R3,RX,B,A,电阻并联时,其等效总电阻的倒数等于各支路电阻 的倒数和. 即:,将电阻先按不同的串、并联方式组合在一起,然后跨接在某电路A、B的两端,这种接法称为串并联(混联)接法,见图3。,R4,R5,R3,R1,R2,A,B,Rx,电阻串、并联时,其等效总电阻应按电阻串、并联时的不同结构与其串、并联时的计算方式而得到结果。,实验器材 多用电表、电阻箱、各种阻值的固定电 阻、各种阻值的可变电阻、开关、导线 等,实验内容和方法,1.测量两个以上电阻串联后的结果 将两个或多个电阻串联后,用多用电表的欧姆量程测出串联后的结果,并与理论公式计算后的结果作比较。 2.测量两个以上电阻并联后的结
9、果 将两个或多个电阻并联后,用多用电表的欧姆量程测出并联后的结果,并与理论公式计算后的结果作比较。,3.测量电阻的串、并联(混联)总电阻 将多个电阻用不同的方式串、并联后,用多用电表的欧姆量程测出串、并联后的结果,并与理论公式计算后的结果作比较。 4.自制固定电阻或可变电阻 利用一些不同类型的短铅笔(B、HB、H型)、不同面积的导电纸、金属箔片或不同长度的电阻丝等,制作一些固定电阻或可变电阻。,常见固定电阻实样,电阻器技术参数 标称阻值与误差 固定电阻误差等级表,四色环电阻 R = a b * 10 e 五色环电阻 R = a b c * 10 e,思考题,1.一个5欧姆电阻器和一个20欧姆电
10、阻器串联后其总电阻是多大?如果将以上两个电阻接成并联,则结果又是多大?,5,20,5,20,4,12K,思考题,2.现有2千欧、4千欧、6千欧、12千欧电阻器各一个,要得到一个3千欧的电阻结果可采用哪几种方法来实现? (1) (2) (3)? (4)?,6K,2K,4K,4K,思考题,3.有两个电阻器R1和R2,将其串联后的总电阻是12 欧姆,而将其并联后总电阻的12倍近似于32欧姆,则R1和R2的电阻各为多大?,R1=?,12,R2=?,R1=?,R2=?,4、8,拓展的内容:,(1)制作一个电子风力测定仪。 用合适的材料制作一个可变电阻R0,在其可变端P处 与一档风板相连,当风吹到档风板时
11、带动了可变电 阻变化(请思考实验的装置),风力越强OC杆偏转 角度就越大,从而引起回路中的电流或电压变化, 即通过电流表或电压表可粗略地测出风力的大小。 (请思考并设计出实验的装置及实验的具体方法),制作电子风力计,用测量电压方法 得到风力的大小,风,c,o,p,R1,E,K,R0,A,B,(2)节日里,一些商店门口或小树上常有装饰用的小彩灯 在闪闪发亮,每一串足有数十个,奇怪的是当其中有 一个或两个灯的灯丝断了,其余的灯却仍然亮着,这 是为什么呢? 提示: 每个灯的灯丝(R1)引线上方均绕有金属电阻丝(R2), 这是为什么呢? 请用电阻的串、并联组合原理来解释。,运用到了串并联的方法,先并后
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