初中物理电功率测量方法探究

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  [摘 要]初中物理电学教学工作一直是初中教学内容的重点和难点,课程中包含着课本知识理论和实验课程。学生在学习过程中需要理论兼顾实际,两者缺一不可。要想使学生克服自身对学习恐惧心理,教师需要在教学过程中捋清教育思路,将测量方法总结出来并加强学生的实际训练。
  [关键词]初中物理;测电功率;方法
  一、电流表和电压表测量方法
  如图1所示,这是初中测量电功率的一种基本方法,电压表和电流表测电功率法,其测量方法是将开关S关闭,调节变阻器P的位置,读出两表示数,通过将电流表A的示数与电压表V的示数代入电功率的公式里——P=UI,可得知当前的电阻值数为P=UI。
  二、电压表测电功率法
  如上图2所示,在测量条件中提供一个电源、一个开关、一个电流表、一个电压表、若干导线、一个已知电阻R0和一个未知电阻RI,将这些组建连接成图2中所所示的电路体,并利用电压表V读数与已知电阻R0测量出未知电阻R1的电功率。此方法的试验过程如下:在断开开关S的条件下记录电压表V的读数U1,在闭合开关S的条件下记录电压表V的读数U2,图2电路为串联电路,所以我们可知未知电阻R1两侧的电压UX=U2-U1,而在串联电路中电流是处处相等的,我们可得到通过未知电阻RI的电流IX=I1=U1/R0,最终得到PX=(U2-U1)U1/R0。
  三、电流表测量电功率的方法
  如图3所示,在测量条件中提供了一个电源、三个开关、一个电流表A、若干导线、一个已知阻值电阻R0和一个未知电阻RI,连接成图3电路并利用电流表A测量电功率。其测量方式如下:
  方法一:在关闭S1的情况下测出流过已知阻值电阻R0的电流记为I1;在打开S1关闭S2的情况下,测量出流过未知电阻RI的电流值记为IX,由未知电阻R1两端的电压UX=U0=I1·R0,最终得到PX=I1R0·IX
  方法二:在只关闭S1的情况下测出流过R0的电流值记为I1;在S1、S2同时关闭的情况下测量出流过R0与RI的总并联电流值记为I2,则流过未知电阻RI的电流值记为IX=I2-I1,由未知电阻RI两端的电压UX=U0=I1·R0,可以最终得到PX=I1R0·(I2-I1)。
  方法三:在只关闭S2的情况下,测量出流过RI的电流记录为IX;在S1、S2闭合的情况下测量出R0与RI的总电流值记为I2,由UX=U0=(I2-IX)·R0可以最终得出PX=(I2-IX)R0·IX。
  方法四:在只关闭S2的情况下测量出流过RI的电流值记为IX;在只闭合S3的情况下测量出流过R0与RI的串联总电流值记为I3,由UX=U=IX·RI=I3·(R0 RI)可得出UX=IX·I3R0/(IX-I3),最终得出PX=IX2·I3R0/(IX-I3)
  (注意:在以上测阻值的方法中,绝不可以将S1、S2、S3这三个开关同时关闭,同时关闭三个开关会导致电路短路。)
  四、滑动变阻器测电功率的方法
  如图4所示,测量中给定一个已知最大阻值为R0的变阻器P、一个电源、一个电流表A、一个开关装置S、若干条导线、一个未知阻值的电阻RI,这些可连接成如图4所示的电路图,在此电路中我们用滑动变阻器的变值方法来测算出未知阻值电阻RI的阻值,其测量方法如下:在关闭开关S的情况下,将滑动变阻器调到A端,记录下电流表此时的读数值I1;之后将滑动变阻器的滑片滑到B端,记录下此时电流表A的读数值I2,由UX=U=I1·(RI R0)=I2·RI可得到UX=U=I2·I1R0/(I2-I1),最终得到PX=I22·I1R0 /(I2-I1)
  五、电阻箱测电功率的方法
  方法一:用图5所示在测量条件中提供了一个电源、一个单刀双掷开关S2、一个开关S1、一个电流表A、若干导线、一个电阻箱R0和一个未知电阻RX,连接成图5电路测量电功率。先合上开关S1,将S打到A时电流表的示数为I。再将S打到B时,调节电阻箱R0的电阻,使电流表示数仍为I1,即UX=U0=IR0,最终得到PX=UX·I=I2·R0
  责任编辑 一 觉
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