上师杯初中物理实验PPT

实验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，即式中tAPRtIA2在电路中计算用电器电功率的常用公式有三种表示形式，即：1—11—21—3功率的单位为焦/秒，又称为瓦特，用W符号来表示。UIPRIP2RUP2实验•通过对小灯泡及发光二极管在发光前后电阻的测量来观察其特性的变化。•同时，通过改变小灯泡及发光二极管内的电流大小来观察其亮度变化，并由此测量出相应的电流与电压值。•最后，可通过作图或计算的方式得到小灯泡及发光二极管在不同条件下的电功率。注意：实验中，小灯泡的接线可不考虑正负；而发光二极管在接线时应考虑其极性，即正极连接到电路中电源的正极输出端。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?(2)按照画出的实验线路图接好电路。如何接线?0-G+GV0-G+GA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）电流（A）发光情况电功率（W）等于额定电压值正常低于额定电压值略高于额定电压值二．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：小灯泡两端的电压应小于3伏）。4．根据表2的要求计算出发光二极管的实际电功率。(2)按照画出的实验线路图接好电路。如何接线?0-G+GV0-G+GA4．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)发光情况电功率（W）等于额定电压值正常低于额定电压值略高于额定电压值思考题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？5.若一个标有“220V25W”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？)(114.022025AUPI)(8.1929114.0220IUR6.“36V40W”和“220V40W”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？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)无法确定如何分析?实验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，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。RUI将所有电阻一个接一个地连起来然后接入电路中去，这种接法称为串联接法，见图1。R1R2R3电阻串联时，其等效总电阻为各个电阻的和.即:nRRRR21将所有电阻都直接接到电路的两端，这种接法称为并联接法，见图2。R1R2R3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：nRRRR111121将所有电阻按不同的串、并联方式组合在一起并接入到电路中，这种接法称为串并联（混联）接法，见图3。R4R5R3R1R2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。5421RRRRRRBA33RRRRRRRBABAZ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。4.自制固定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，制作出设想的固定电阻。5.自制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，制作出设想的可变电阻。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？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3千欧的电阻结果可采用哪几种方法来实现？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倍恰好是32欧姆，则R1和R2的电阻各为多大？扩展的参考内容：（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变化，即通过电流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）制作电子风力计方法风（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。方法实验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》。•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—1的几种情况。具体可见以下图—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。（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、铁螺帽等实验内容和方法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。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2所示。线框小磁铁电池竖杆横梁竖杆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？非磁性状态弱磁性状态强磁性状态磁化曲线HB实验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。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1A（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2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、电流表等要求:当双刀双向开关左右接通时,红、绿发光二极管能分别发光。实验内容和方法1．根据图1电路，设法连接一个制流电路，通过调节可变电阻来达到变化小灯泡（或负载电阻）上的电流值。同时，观察小灯泡的亮度变化并测出电路内的电流值。2．根据图2电路，设法连接一个分压电路，通过调节可变电阻来达到变化小灯泡（或负载电阻）上的电压值。同时，观察小灯泡的亮度变化并测出小灯泡两端的电压值。3．将以上制流电路和分压电路得到的结果分别绘出的关系曲线，并同时比较小灯泡在亮度变化上有什么区别。IRVRVRIR由以下给出的实物图，运用串、并联电路的特点，设计与制作一个控制电路，即在两个不同的地点，通过各自的开关能对同一个小灯泡进行切换亮暗的控制.由以下给出的实物图，运用串、并联电路的特点，设计与制作一个控制电路，即在两个不同的地点，通过各自的开关能对同一个小灯泡进行切换亮暗的控制，思考接线?楼上楼下思考题1.串联电路