用特殊方法测小灯泡电阻及额定电功率

探究如何“特殊方法测电阻”及“特殊方法测额定电功率”

辽宁省本溪市本溪实验中学八年一班 作者：杨扬 指导教师：无

摘要：在学习课本的过程中，书中介绍了如何用电流表和电压表测小灯泡的电阻、电功率，

但实际生活中往往不能同时得到电流表和电压表，我在想如何只用两者之一来测出小灯泡的电阻、额定电功率呢？本文就是介绍如何达到这个目的的。

关键词：电流、电压、电阻、电功率、特殊方法 1.只用电压表测电阻

1.1条件：电源（电压未知），小灯泡（相当于定值电阻x R ），电压表一个，导线若干，开关若干，已知电阻0R 。

1.2分析：要求小灯泡的电阻就要知道小灯泡两端的电压和通过它的电流，而电压可以用电压表测出，然而通过它的电流未知，如果x R 与

0R 串联，x I 就等于0I ，x

x

x R U I

，0R 是已知、x U 可以测出。这样关于小灯泡两端的电压和通过它的电流就已知了，用欧姆定律即可求出电阻值了。 1.3设计实验

实验电路图 单刀单掷开关为1S ，双刀双掷开关为2S

1.4进行实验

（1）闭合开关1S ，将2S 拨到a 处，电压表测出x U （2）1S 仍闭合，将2S 拨到b 处，电压表测出U 1.5得出结论

计算式：x

x x x x x x x x

U U R U R U U U R U U I U I U R -⨯=-====0

0000//

2.只用电流表测电阻

2.1条件：电源（电压未知），小灯泡（相当于定值电阻x R ），电流表一个，导线若干，开关若干，已知电阻0R 。

2.2分析：有了上一题的经验可知通过的电流可以用电流表得知。而未知的电压可以让x R 与0R 并联，使x U =U U =0，而000R I U ⨯=，测出x I 后就知道小灯泡两端的电压和通过它的电流。可以用欧姆定律求出电阻值了。 2.3设计实验： 实验电路图

2.4进行实验

（1）闭合开关S ，断开1S ，电流表测通过灯泡的电流x I

（2）S 仍闭合，再闭合1S ,电流表测出通过灯泡和定值电阻的总电流

x I

2.5得出结论

计算式：()x

x x x x x x I R I I I R I I U I U R 0

000⨯-=⨯===

3.只用电压表测小灯泡额定电功率（额定电压为额U ）

3.1条件：电源（电压未知），小灯泡（额定电压为额U ），电压表一个，导线若干，开关若干，已知电阻0R ，滑动变阻器R '。 3.2分析：

(1)想求出额P ，就要知道额U 和额I ，而额U 已知，额I 无法测出，所以要求出。如果x R 与0R 串联，额I =0I ，而0

0R U I =

，0R 是已知、x U 可以测

出，这样关于小灯泡两端的电压和通过它的电流就已知了，可以用

额额额I U P ⨯=求出额定电功率。

(2)如何使小灯泡两端的电压为额U 呢？小灯泡与已知电阻0R 串联，往往分得的电压不等于额U ，这就要再与滑动变阻器R '串联，利用其改变电压的作用，改变小灯泡两端的电压使其等于额U ，这就要电压表与小灯泡并联，当其示数为额U 时小灯泡就正常工作，这样计算出来的才是小灯泡的额定电功率。而只要在闭合总开关前，将其调至阻值最大处，（若选择各参数适当，此时小灯泡两端的电压会小于额U ），将滑动变阻器接入电路的阻值调小，各点电流减小，小灯泡两端的电压增大（相对来说，阻值变化小），直到电压表示数为额U ，方可计算。 3.3设计实验：

实验电路图 单刀单掷开关为1S ，双刀双掷开关为2S

3.4进行实验

（1）将R '调至阻值最大处（最右端），闭合1S ，将2S 拨到a 处。将R '接入电路的阻值调小（滑片向左移）。同时眼看电压表，直到电压表示数为额U 。

（2）1S 仍闭合，将2S 拨到b 处。测出小灯泡和定值电阻两端的电压

和U 。

3.5得出结论

计算式：0

00

R U U U R U U I U P 额和额

额额额额-===

4.只用电流表测小灯泡额定电功率（额定电压为额U ）

4.1条件：电源（电压未知），小灯泡（额定电压为额U ），电流表两个，导线若干，开关若干，已知电阻0R ，滑动变阻器R '。

4.2分析：此题与上一题类似。要求出额U 。这就要让小灯泡与已知电阻0R 并联。但如何得知小灯泡正常工作呢？由于不知道额I 。所以不能像上次一样通过看小灯泡的某个数据来确定小灯泡正常工作，这就要利用已知电阻0R ，由于0

0R U I =

，而额U U =0可计算出小灯泡正常工作时的0I ，再通过在干路上串联滑动变阻器R '，使定值电阻的支路上的电流表示数为0I ，小灯泡就正常工作了。通过测量此时通过小灯泡的电流额I ，根据额额额I U P ⨯=就可求出额定电功率。 4.3设计实验：

实验电路图 开关为

S

4.4进行实验

（1）将R'调至阻值最大处（最右端），此时分压最大闭合开关S，（若选择各参数适当，此时小灯泡两端的电压会小于

额

U，即2A表示数小

于

I）

（2）将R'接入电路的阻值调小（滑片向左移）。同时眼看电流表，直

到电流表示数为

I。

（3）记录

1

A表示数额I

4.5得出结论

计算式：

额

额

额

I

U

P=

5.总结

解此类问题要分析结果可以由什么推出，而推出条件中，什么已知，什么未知，而未知又可通过什么求出……这样去探索就能得出答案。