初中物理例谈测小灯泡电功率实验的故障专题辅导.doc

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例谈测小灯泡电功率实验的故障杜勇 测小灯泡电功率的实验是初中电学实验的重点,考试中,除了考查实验原理、电路图、连接实物电路和读仪表的能力外,为了培养同学们动手动脑的能力,在近几年的中考中,还出现了考查对电路故障分析和解决问题的能力。下面通过举例说明故障的类别和解决办法。一、由于开路或短路引起的故障 例1. 小明在用电流表和电压表测小灯泡电功率的实验中,所用仪表完好,按照图1正确连好电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,假如分别出现了下列情况,请你帮他找出各自故障的原因。图1 电流表有示数,而电压表无示数。 电流表无示数,而电压表有示数,且约等于电源的电压。 电流表和电压表均无示数。 简析:电流表有示数,表明电路是通路,没有出现断开的地方。由于电压表无示数,可以判断灯泡被短路。此时电压表相当于在测一段导线两端的电压,由欧姆定律UIR可知,当导线的电阻约等于0时,导线两端的电压也等于0,所以电压表没有示数。 电流表无示数,表明电路某处开路了。由于电压表有示数,表明它的“”接线柱与电源的正极是相通的,它的“”接线柱与电源的负极是相通的,此时测的相当于电源的电压。这表明只可能是灯泡处开路了。 电流表无示数,表明电路某处开路了。电压表无示数,表明它的“”接线柱与电源的正极或者它的“”接线柱与电源的负极是断开的,由于仪表完好,可以判断是滑动变阻器或者开关开路了。进一步检测故障的方法有两种:a. 将一根导线或一块电流表(由于电流表的电阻相当小,可以把它当作一根导线)分别并联在滑动变阻器或者开关两端,如果灯泡亮了,说明被并联的元件开路了。b. 将一块电压表分别并联在滑动变阻器或者开关两端,如果电压表有示数,根据对问题的分析可知,表明这时它的“”接线柱与电源的正极是相通的,它的“”接线柱与电源的负极是相通的,这样只可能是被并联的元件开路了。二、由于仪器错接引起的故障 例2. 小华在用电流表和电压表测小灯泡电功率的实验中,所用仪器均完好。他没有先画电路图,而是凭印象连接电路,连好电路后,闭合开关,分别出现了下列三种情况,请你判断各自产生的原因:图2 (1)在调节滑动变阻器的滑片时,他发现灯泡变亮了,而电压表的示数却减小了;灯泡变暗了,电压表示数却增大了。 (2)发现灯泡不亮,且电压表有示数(约等于电源的电压),而电流表无示数。 简析:(1)正常的实验,电压表应该是测灯泡两端的电压,当灯泡变亮时,读数应该变大。如图1,由串联电路电压的特点可知:,在电源电压U不变时,U灯变大,U滑应该变小,所以小华可能是将电压表错接在了滑动变阻器两端。 (2)由于所用仪器均完好,因此不可能是例1中的第二种情况。故障的原因是小刚错把电流表和电压表交换了位置,如图2所示,此时由于电压表的电阻相当大,可以认为电路在此处出现开路,所以电路中无电流,电流表无示数,灯泡不亮。而电压表的“”、“”接线柱仍能够分别与电源的正极和负极相连接,相当于在测电源的电压,所以有读数,且约等于电源电压。三、由于仪表损坏引起的故障 例3. 小刚想用电流表和电压表测小灯泡的额定电功率,如果电源电压为6V,被测灯泡的额定电压为3.8V。这时,本来电压表应选用015V的量程,但这个量程却损坏了,只有03V的量程完好,实验该怎样进行下去?怎样判断灯泡是否工作在额定状态?请你帮他想想0办法。 简析:由于电压表的015V的量程已经损坏,不能直接测量灯泡的额定电压,由UU灯U滑可知,当灯泡正常工作时,滑动变阻器两端的电压U滑6V3.8V2.2V,2.2V在电压表的03V量程内,所以可将电压表接在滑动变阻器两端,调节滑片,当电压表的示数为2.2V时,就表明灯泡正常工作了。
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