白熾燈正常發(fā)光與不發(fā)光時的電阻大小之間的關(guān)系

1、 2008年論文評選（課題研究）白熾燈正常發(fā)光與不發(fā)光時的電阻大小之間的關(guān)系 作者：王延松 性別： 男 職稱：中學(xué)二級 學(xué)歷：本科 單位：南陵縣弋江鎮(zhèn)奚灘初中 通訊地址：安徽省蕪湖市南陵縣奚灘初中 E-mail: 郵編：241308 白熾燈正常發(fā)光與不發(fā)光時的電阻大小之間的關(guān)系初中九年級物理課本電學(xué)有關(guān)章節(jié)多次涉及白熾燈的電阻的大小，而學(xué)生僅僅會利用公式R=U2/P計算它的大小，對它的電阻這么大仍持懷疑態(tài)度，或者這么大就這么大，草草了事，不求深解。盡管中學(xué)課本中介紹了伏安法、半偏法等測量電阻的方法，但這些的方法都是只適用于工作電流是直流電的情況，可是白熾燈工作使用交流電，那我們又該如何測量呢？

2、又如何去尋找它與不發(fā)光時電阻大小之間的關(guān)系呢？一次電學(xué)實驗-比較串、并聯(lián)時的 40W與60W兩只白熾燈的實際功率的大小，手邊有一小燈泡L1（3.8V,0.3A），查看發(fā)現(xiàn)其正常工作電流與60W白熾燈正常工作電流大致相等（有效值）。突發(fā)奇想將小燈泡L1與60W白熾燈進行串聯(lián)，如下圖所示：閉合開關(guān)，小燈泡發(fā)光了，白熾燈亦很亮；與另一只正常工作的60w白熾燈比較相比，亮度差不多，肉眼很難區(qū)分。理論計算60w的白熾燈此時的實際功率有：P=(220-3.8)2/220260w=58.2w,P/P=(60w-58.2w)/60w=0.03,百分之三在誤差范圍內(nèi)。由這個實驗以及理論計算給的啟示，我設(shè)計了一個

3、實驗方案，并進行了實驗-用替代法測量白熾燈正常發(fā)光時的電阻器材：取干電池1.5v四節(jié)，小燈泡（3.8V,0.3A）兩只，60w、40w白熾燈各一只，箱式變阻器一臺(型號J2361)，配備色環(huán)電阻100若干，嵌入式開關(guān)兩個，旋鈕式開關(guān)一個，學(xué)生電學(xué)實驗箱電路板二塊（帶小燈泡座兩個），白熾燈燈座二個，電壓表、電流表各一只，靈敏電流表一只，滑動變阻器（20，2 A ，型號J2354）一個，導(dǎo)線若干，40w的電烙鐵一個（帶松香、焊錫絲）。電路圖：實驗原理：將相同規(guī)格的小燈泡分別與60w（或40w）的白熾燈以及電阻箱進行串聯(lián)，后將兩條支路并聯(lián)接入220v的交流電路中。 A粗測：通過調(diào)節(jié)箱式變阻器的電阻大

4、小，進而改變該支路中小燈泡的亮度；將之與另一條支路（帶有中60w（或40w）白熾燈的）小燈泡的亮度作比較，直至相差到肉眼無法分辨時止，那么這時箱式變阻器幾乎完全替代了白熾燈，其讀數(shù)就近似等于白熾燈正常發(fā)光時的電阻。B精確測量：調(diào)節(jié)箱式變阻器的電阻大小，改變該支路中小燈泡的亮度，直至相差到肉眼無法分辨時，閉合開關(guān)S3；調(diào)節(jié)電阻箱的電阻使靈敏電流表的示數(shù)為零，即：電阻箱以及白熾燈兩端的電勢差相等，電阻箱便替代了白熾燈，其讀數(shù)就等于白熾燈正常發(fā)光時的電阻。實驗步驟：1 伏安法測定白熾燈不發(fā)光時的電阻按第三副電路圖所示連接電路，閉合開關(guān)，讀出流過白熾燈的電流以及加在它兩端的電壓;在電壓變化0.3v、0

5、.5v的情況下，連續(xù)測量三次。有；1)、將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中,算出白熾燈的電阻值。(60w)實 驗 次 數(shù)U/VI/AR/13.70.04582.2224.00.05080.0034.30.05578.18所測電阻的平均值R60=_80.13_2)將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中，算出白熾燈的電阻值。(40w)實 驗 次 數(shù)U/VI/AR/14.50.038118.4225.00.040125.0035.50.041134.15所測電阻的平均值R40=125.86_說明1：由于兩白熾燈的電阻值2、替代法測量白熾燈正常發(fā)光時的電阻 按第二副電路圖所示連接電路1)、用電烙鐵將8個100的色環(huán)電阻焊接(注：

6、使用色環(huán)電阻200或大于200的電阻接入電路，閉合開關(guān)電阻即刻燒毀)成串聯(lián)與箱式變阻器組合成L2,選用箱式變阻器能通過最大電流為0.28A的檔位；閉合S2,后閉合S1，調(diào)節(jié)箱式變阻器能調(diào)節(jié)的檔位(先大檔)；觀察兩支路中小燈泡的發(fā)光明亮，直到肉眼無法分辨時，閉合S3，調(diào)小檔位，至靈敏電流表讀數(shù)為0，讀出變阻器接入電路的總電阻，加上800，就等于60w白熾燈的電阻. 實驗數(shù)據(jù)處理：R L2=8+800=808=RL2測得值與理論值的相對誤差S：S=(808-2420/3)/(2420/3)=0.00165RL2/ R40=808/80.13=10.082) 同樣將12個100的色環(huán)電阻焊接成串聯(lián)與箱式變阻器組合成L2,選用箱式變阻器能通過最大電流為0.28A的檔位；閉合S2,后閉合S1，調(diào)節(jié)箱式變阻器能調(diào)節(jié)的檔位(先大檔)；觀察兩支路中小燈泡的發(fā)光明亮，直到肉眼無法分辨時，閉合S3，調(diào)小檔位，至靈敏電流表讀數(shù)為0，讀出變阻器接入電路的總電阻，加上1200，就等于40w白熾燈的電阻. 實驗數(shù)據(jù)處理：R L2=28+1200=1228=RL2測得值與理論值的相對誤差S： S=(1228-1210)/1210=0.0149RL2/ R40=1228/125