08初中物理电学实验PPT 实验六 测量小灯泡及发光二极管的电功率 物理实验设计与应用教学课件

按照画出的实验线路图接好电路。
如何接线?
0
-
+
V G
G
0
-
+
A G
G
实验电路图
接线时注意电表和 发光二极管的正负极性
0
-
+
V G
G
0
-
+
A G
G
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） 电流（A)
等于额定电压值
1.6
0.006
低于额定电压值
1.2
0.004
略高于额定电压值 2.0
A
（四）分压电路
直流电路中通常需要改变某两点间的电压高低， 则可在电源两端通过连接一个可变电阻后来实 现其功能。见图9-2
V
如将分压电路接成以下电路， 问：对吗？有什么问题？
V
实验器材
可变电阻、直流电源、单刀开关、双刀双向 开关、小灯泡（或负载电阻）、电压表、电 流表等
实验内容和方法
运用到了串并联的方法
先并后串
R1
R1
R1
R2
R2
R2
实验八 电流与磁场间的转换与测量
实验目的 1.了解电流产生磁场的原理。 2.了解磁场极性间的关系。 3.学会制作简易的电磁铁及了解其实际的应
用。
实验原理
• 发现电与磁之间的关系可追述到几百年前，丹麦 物理学家奥斯特曾在1820年通过实验后发表了著 名的论文《电的冲突对磁针作用的一些实验》。
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。
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。
怎么调整小灯泡两端的电压?
按照画出的实验线路图接好电路。
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
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
P
A
t
式中 AI2Rt
在电路中用于计算电器电功率的常用公 式有：
PUI
1—1
PI2R
U2 P
R
1—2 1—3
功率的单位为焦/秒，又称为瓦特，用W 符号来表示。
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
制作电子风力计
用测量电压方法 得到风力的大小
o
V0
-G
+G
B c p
EK
风
A R1 R0
（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。
0.009
发光情况 电功率（W）
正常
0.010
偏暗
0.004
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吗？
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？
A
B
R1
R2
R3
R
电阻串联时，其等效总电X 阻为各个电阻的和.
即: RR 1R 2R n
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
A
B
R2
R3
RX
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：
111 1
R R1 R2
Rn
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。
提示：若同学们有条件，可利用中学内的DIS实验仪器测绘出小灯泡的 电压—电流特性曲线，并从其中获得不同电压下小灯泡的电阻值， 同时从温度的角度再分析下原因。
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
47 0 5 % 0 (44 6 45 9 ) 35
数显台式多用电表仪器图
思考题
1.一个5欧姆电阻器和一个20欧姆电阻器串联 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？
5Ω
20Ω
5Ω 20Ω 4Ω
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3千欧的电容和方法
1.自制指南针
将一根缝衣针在条形磁铁上沿同一方向摩擦多次，使 缝衣针磁化，然后将其插入到轻质物体上，再设法 使轻质物体悬空并能自由旋转，即完成了指南针的 制作过程。
用制成的指南针检测一下地球的磁极方向，同时确定 指南针上的极性。
2.观测条形磁铁四周的磁场方向 将条形磁铁放在一张白纸上，然后在条形 磁铁四周的不同位置放置自制的指南针， 通过观察并画出各点的磁场方向。
N
S
3.制作电动秋千 用细的漆包线绕一个小的矩形线框，将线框两 边的引出线设法挂在一个横梁上，然后用小刀 或砂纸刮去线框两端的油漆，将线框其中一端 与电池的一端相连，而电池的另一端引出一根 较粗的导线，然后再固定在横梁某边的竖杆上， 并使其接触到矩形线框悬挂在横梁上的另一根 导线。在线框自然下垂的下方放一块小磁铁， 向上一面的磁极与线框通电后向下一端产生的 极性相同。
见图8-2所示。
横梁
竖杆
线框 小磁铁
电池
4.制作电磁铁 在一根铁钉上用细导线几百圈，将导线 的两端接于直流电源上，即做成了一个 电磁铁，可用于吸引一些大头针、铁粉、 铁螺丝、铁螺帽等一类的物体。
根据以下图中列出的各种情况，你能分析出 磁场的方向和小磁针（红色为N）的指向吗？
4．你知道磁铁为何能保持磁性？ 如何使磁铁的磁性消失？ 又如何恢复磁铁的磁性？
在初中阶段了解并学会一些基本电表 的使用方法、一些简单的电路连接方法、 对一些基本参数的测量方法等，则对后继 学习物理知识会带来很大的帮助。
（一）串联电路
串联电路是将用于电路中的各种器材间进行头、尾 相连后接于电源上。
* 通常有单刀开关的连接、 * 电流表的连接、 * 多个电阻连接后为了增大总电阻值、 * 多节干电池组合后为了提高电压值等情况下会采
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.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， I U R
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。
（c）为通电线环周围的磁场分别状况，相当于弯曲的直导 线，产生的磁力线是对称的，但方向相反。
（d）为通电螺线管内、外的磁场分别状况，其判断方式也是用右手螺 旋法则，而不同的此时大拇指的指向为磁力线的方向；弯曲四个 手指的指向即为电流的方向。
实验器材
条形磁铁、小磁块、螺线管线圈、直流电 源、长直导线、小磁针、缝衣针、钢锯条、 铁钉、酒精灯、大头针、铁粉、铁螺丝、 铁螺帽等
0.11
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。
R4
R3 R1
A R
R5
R2
B
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。
R A R 1 R 2R B R 4 R 5
RZ
RARB RARB
R3 R3
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
4KΩ 2KΩ 4KΩ
(1)
(2）
6KΩ
12KΩ
(3)?
(4)?
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=？ R2=？ 12Ω
R1=？
R2=？
R1R212
R1R2 1232 R1 R2
4、8
扩展的参考内容：
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。
• 电荷之间的相互作用是通过电场发生的，那么磁 体与磁体之间的相互作用，以及电流对磁针的作 用则是通过磁场发生的，即磁体和电流的周围存 在着磁场。
具体可见以下图8-1的几种情况。
（a）为条形磁铁周围用磁力线来描述其磁场的分布状况， 即磁力线始于N极而止于S极。
（b）为通电直导线周围的磁场分别状况，即电流的周围存在有磁场。 磁场的方向可用右手螺旋法则来判断，大拇指的指向为电流方 向；弯曲四个手指的指向即为磁力线的方向。
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
非磁性状态
小磁畴异向
弱磁性状态
小磁畴趋右
强磁性状态
小磁畴同向
实验九 直流电路的制作与测量
实验目的 1.了解直流电路中测量电流和电压的基本方
法。 2.了解电表的基本使用方法。 3.学会制作一些简单的实际应用性电路。
实验原理
对直流电路的研究会涉及到许多方面 的内容，譬如，电的基本知识、电路中的 电阻、电流、电压、电功率等、各种测量 原理和方法、各种测量的仪器等。
用串联电路的方法。
（二）并联电路
并联电路是将用于电路中的某些器材间进行头与 头连接及尾与尾连接。
* 通常有电压表的连接、 * 多个电阻连接后为了减小总电阻值、 * 多节干电池组合后为了增大电流值等情况下会采 用并联电路的方法。
（三）制流电路
直流电路中通常需要改变其电流的大小，则可通过 串接一个可变电阻后来实现其功能。见图9-1
（1）制作一个风力测定仪。
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）
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？此时灯丝的电阻将会多大？
IP250.11(A 4) U 220
RU22 019.2 8( 9) I 0.114
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？
如何接线?
0
-
+
V G
G
0
-
+
G
G
A
按照画出的实验线路图接好电路。
如何接线?
0
-
+
V G
G
0
-
+
G
G
A
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）
等于额定电压值
3.0
低于额定电压值
1.5
略高于额定电压值 3.5
电流（A） 发光情况 电功率（W）
0.083
正常
0.25
0.070
偏暗