一道难度较高的测定小灯泡额定功率的实验设计题

物理通报杂志社与河北省教育科学研究所合编的初三物理《学习目标与检测》一书有这样一道实验设计题目：小灯泡的额定电压为2．5V，其电阻为10Ω左右，要测定小灯泡的额定功率．现有器材如下：电源1个(电压6V)，导线若干，开关多个，电流表1个，电压表1个，2．5V小灯泡1个，10Ω的定值电阻R01个，滑动变阻器1个．请你选择器材用两种不同的方法测小灯泡的额定功率．每种方法只能用一种电表，只连接一次电路，要求画出电路图并简要说明实验方法．     

谈谈灯泡的亮度与功率的关系

教科版初中物理九年级上册第七章“灯泡的电功率”一节中，设有探究实验“比较小灯泡的亮度”，且在本节例题的结尾处有这样的描述：“显然，P1〈P，所以接2．0V的电压时灯泡发光暗；P2〉P，所以接3．0V的电压时，灯泡发光强烈．”书中P1是电压为2．0V时的电功率，P2是电压为3．0V时的电功率，P是额定功率．书中所描述的结果毋庸质疑，确实和实验结果一致．但是，在一些练习册中有些题目令人费解．     

从波形图谈日光灯电路的实验设计

1问题的提出 在大学和中专电工学实验教学中,要有学生做测量日光灯电路的功率、功率因数等的实验[1],相量图给出后,在实验中学生实际测量时经常用电压表测出电路总电压、灯管两端电压、镇流器两端电压的数值,用余弦定理计算幅角ψ.然而这样测量算出的幅角与用功率表测出的有功功率和用电压表、电流表测得的视在功率的比值求出的幅角相比,前者总是偏小10°～15°.这种差别是怎样引起的?测量日光灯电路的功率、功率因数的实验究竟怎样做?     

巧替分光仪刻度盘的照明灯泡

分光仪在每次实验中持续通电时间较长，其刻度盘下的橄榄形照明灯泡常因此而烧坏，且难找到备用品．我们发现普通的６．３Ｖ小电珠，其额定电压和分光仪橄榄形灯泡的相当，只要把在其一端的两极变成在其两端，并使其间距稍大于要被代替的橄榄灯泡的长度．经过这样处理后的普通小电珠就是橄榄形灯泡的良好代用品．其具体处理方法为：用长约１０ｃｍ、直径为１．０～１．５ｍｍ的裸铜丝的一端在电珠尾部紧绕３～５圈，另一端紧贴着电珠的玻璃罩弯成弧形至其中央处，并在该处弯成一小尖头，如图１所示． 换上处理后的小电珠，其照明效果和原橄…     

伏安特性实验中电压表的改进应用

改进了传统电压表的面板设计,使电压表不仅能测两端的电压,还能测量自身的电流.于是在测量元件的伏安特性实验中,使用该电压表可以不考虑被测器件电阻的大小,均采用电流表外接的接线方式,即让电压表分流.再利用电压表的电流测量功能,测出自身分流电流的大小,从而可以准确得出被测器件的电流与两端的电压.     

用电器额定功率的演示

用电器的铭牌上都标着它的额定电压和额定功率。例如电灯泡上写着“220V 100W”,是指它两端的电压在220V的情况下,其实际功率才是100W。如果加在灯丝两端的电压不是220V,它的功率也就不是100W了。这个问题对学生来说,不易弄清。因此在讲授时,有必要通过演示来加以证明。所用的电路如图所示。W为J0404型(J—     

一道初中电学实验题的可操作性与器材的选取

[原题]给你一电压恒为6 V的电源,一只"0～15 V"档已烧坏但"0～3 V"完好的电压表,一只"0～0.6～3 A"的电流表,滑动变阻器一只,开关一只,导线若干.     

关于电磁打点计时器打双点问题的研究

中学物理实验中所用的电磁打点计时器，如图1所示，额定工作电压为4～6V的交流电，通常工作时，每隔0．02s打一个点．但笔者在指导学生实验中发现，用该仪器验证牛顿第二定律实验时，并未发现图2所示的打双点现象．但用该仪器做验证机械能守恒定律的实验时，却发现打双点现象，这是为什么呢？     

伏特计—安培计法测电阻与补偿法测电压

“伏特计-安培计法测电阻与补偿法测电压”是电学基础实验之一,所用原理极简单——欧姆定律,实验方法也简单——通过测量流过待测电阻的电流及其二端的电压降而得其阻值。最简单的做法是用电流表及电压表分别测出电流及电压(以下简称为伏-安测量),则R_x=V/I。但由于电表内阻并非理想(电流表不为0,电压表不为∞),因此当用电压表测量R_x二端电压时,电流表测出的电流包含着电压表中通过的电流;而若电流表测量R_x中流过的电流,则电压表测出的电压包含电流表上的电压降,当这些额外的电流或电压值与待测电阻上通过的电流或电压降可相比拟时,这种方法上的系统误差将影响结果的正确性。克服该系统误差的方法是用补偿法测电压,即利     

差值法测电阻实验设计一例

伏安法测电阻是高中电学的一个重要实验，也是欧姆定律的一个实际应用．在传统的两种接线方法中，由于电流表和电压表接人电路时，不可视为理想情形(RA=0，Rv=∞)，从而改变了电路的结构，因而不能同时准确测出Rx两端电压及流过的电流，不可避免地出现系统误差．在此，笔者设计一种新的测量电路，来消除系统误差，对伏安法测电阻的实验做些改进．     

测绘小灯泡的伏安特性曲线和相关的实验（续）

2　相关的扩展实验2 .1　求钨丝灯泡与定值电阻串联时的工作状态并且用实验检验测绘出某个小灯炮的伏安特性曲线之后 ,接着提出一个问题 :如果将这个灯泡与 R1=1 5 .0 Ω的定值电阻串联 ,接到 U=8.0 V的电压上 ,怎样求灯泡两端的电压和通过灯泡的电流 ?善于思考的学生会想到 ,由于灯泡的电阻不是恒定值 ,就不能看作两个定值电阻串联用欧姆定律计算 ,只能依据图线求解 .可以先让学生考虑一个熟悉的运动学问题 :两自行车自相距 96 m的两地同时开始相向行驶 ,甲车做匀速运动 ,速度为 5 m/ s,乙车从静止开始做匀加速运动 ,加速度为 0 .5 m/ s2…     

晶体二极管伏—安特性曲线测试线路的改进

看了《物理实验》(1983年第1期),“晶体二极管伏——安特性曲线的一个测试线路”一文深受启发。它解决了在测试晶体二极管的伏——安特性时要改变加在二极管两端上的电压极性的问题,也解决了由于P—N结具有单向导电性质,故必须换用量和范围相差很大的电流表以及相应地变换电压表的测试位置,使得每做一条曲线,要变换表头的接线的问题,确实使实验操作较为方便。但是我们在实验中仍发现外接滑线变阻器时,线路零乱,器具较散,使用的电压表的量程不能同时满足正、反向时,电压值的读取精度一样。需要换不同量程     

关于光电效应的两条实验曲线

《大学物理》1983年第6期刊登了J.Rudnick和D.S.Tannnauser“关于光电效应叙述中的一个普通错误”一文.文中指出,遏止电压V0与入射光频率v的关系式其中的φ应是接收极金属的功函数,而不是发射极金属的功函数.其实,φ是哪个电极金属的功函数,是和V0是两电极间的实际电压还是电压表指示的电压有关的.我们从实验的角度来讨论一下这个问题. 用图1所示实验装置,可以测得两条光电效应曲线:i-V曲线(伏安特性曲线)和V0-v曲线(遏止电压与入射光频率的关系曲线),分别如图2和图3所示.图中V表和V0表是电压表指示的电压值,V表=Uc表-　v.表,计表一U…     

在电学设计中培养学生的评价能力——从一道电学设计题说起

1缘起 近来测试卷中有这样一道题目：现有一满偏电流为50μA、内阻约为800～850Ω的59C2型小量程电流计G（表头）;另外可供选择的器材有电压表V（量程3V,内阻约为20kΩ）,电流表A1（量程200μA,内阻约为500Ω）,     

对一道静电计相关易错题的深入分析

1问题的引出【题目】如图1所示,电源电压为200V,两个电容器C1,C2完全相同,静电计读数U和电压表读数U′,以下结果正确的是A.U=100V,U′=100VB.U=0,U′=200VC.U=200V,U′=0D.U=100V,U′=0图1错解:许多学生(甚至教师)认为电压表和静电计都是测量电压的仪器,两者的读数应相同,错选选项A.静电计是研究     

衰减全反射型电压传感器的理论和实验研究

提出了一种新型反射型聚合物波导电压传感器理论,并且进行了实验研究。这种电压传感器采用棱镜波导耦合结构,在棱镜下底面依次镀有金属膜一聚合物一金属膜三层结构。通过两层金属膜对极化聚合物加电压,利用聚合物材料电光效应和导模共振吸收峰对聚合物折射率的敏感特性,通过反射光强的测量来确定作用电压的变化值。实验中的测试电压范围是从-140V至 140V,得到的线性度值为0．991,电压测量的分辨力为0．1V,电压测量灵敏度系数为0．0011V^-1。实验表明这种电压传感器具有良好的线性和较高的灵敏度。     

欧姆表有效量程的分析

在使用万用表的实验中，多数教材均提到欧姆表(万用表的欧姆档)的测量存在一个有效量程，在这个有效量程范围内，测出的数据才是较准确的．然而各教材对欧姆表有效量程的规定并不一致．文1献[1]认为1/5R中～5R中应为欧姆表的有效量程(R中为各档的中值电阻)；文献[2]认为欧姆表各档     

伏安法测量实验中系统误差的处理

1测量电路及实验原理在选择电流表内接电路时,设伏特表读数为U,电流表读数为I,测测量值Rx为:Rx=U/I=R+RA(1)可见,Rx>R图1电路图即:R=Rx-RA(2)式中R为待测电阻阻值,RA为电流表内阻。若能精确地提供RA的值,根据式(2)可准确计算阻值R。由于电流表内阻在不同的量程下不同,而且受实验环境的影响,因此,RA不能靠实验室提供,需要在实验中测量得到。如图1所示,合上K1、K2,在伏特表、电流表中读取数据:U1、U2、I,则:RA=(U1-U2)/I(3)事实上,这是测量微小电压降的方法。实验中,电流表的内阻较小,故电流表两端的电压降很小,用上述方法可以…     

为什么要选择电表的合适量程

电表的量程选择合适，能减小测量值的误差．中学常用的电压表（J0408）、电流表（J0407）准确度均为2．5级．现根据电表的准确度来确定实验误差范围．     

基于高温超导本征约瑟夫森效应的新型两端恒流器件

我们利用高温超导本征约瑟夫森效应,研制了一种超导薄膜两端恒流器件.恒流器件是将生长在斜切20度LaAlO3基片上的Tl-2212超导薄膜光刻成微桥得到的.对于6μm×8μm的微桥器件,其最高工作电压可达15V以上,当两端电压在1V～11V之间变化时,电流基本稳定在4.3mA,误差不超过±5%,动态内阻大于104 Ω,在最佳工作位置(3V～8V)动态内阻可以达到105 Ω.通过数字模拟,对实际应用中两端恒流器件的rf调制进行了较详细的分析,并可使恒定电流上rf调制小于1%.