《初中电学中三个相近实验的比较》

发布者：cj_wbp   发布时间：2017-12-27 08:52:24   点击数:

初中电学中有三个重要实验，分别是“探究电流与电压、电流与电阻的关系”“用电压表和电流表测电阻”“用电压表和电流表测电功率”。这三个实验有很多相近的地方，弄清楚相关知识，不仅对正确理解实验本身很有益处，而且对学好整个电学知识也很有作用。现就有关方面比较如下。

一、三个实验的相同处

首先，三个实验的电路图和电路相同。均为如图一、如图二

 

 第二，三个实验的实验器材相同。均有电源、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、定值电阻（或待测电阻、灯泡）及导线。

第三，三个实验的步骤基本相同。如：按电路图连接电路，连接电路时开关应断开，闭合开关前滑动变阻器应放在阻值最大处，移动滑动变阻器记下电压表、电流表示数等。

第四，滑动变阻器的有些作用相同。如保护电路，改变电阻两端电压和电路中的电流（探究电流与电压关系、伏安法测电阻、伏安法测电功率）。

二、三个实验的不同处

首先，实验原理或方法不同。“探究电流与电压、电流与电阻关系”中的实验方法是“控制变量法”；“用电压表和电流表测电阻”中的实验原理是“欧姆定律”；“用电压表和电流表测电功率”的实验原理是“P=UI”。后两者均称伏安法。

第二，滑动变阻器的有些作用不相同。主要是在探究电流与电阻关系时，滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端的电压不变（原理是串联电路的分压原理）。

第三，实验数据的处理不同。如表一、表二和表三。

表一甲：探究电流与电压的关系（R一定）                    表一乙：探究电流与电阻的关系（U一定）             

次数	U（V）	I（A）
1
2
3

次数	R（Ω）	I（A）
1
2
3

 

 

 

 

 

表一中对相关数据只作记载和分析，不作计算处理，多次测量是为了寻找普遍规律。

 

表二 ：用电压表和电流表测电阻

次数	U（V）	I（A）	R（Ω）	R的平均值 （Ω）
1
2
3

 

 

表二中对相关数据的处理要用R=U/I计算，多次测量是为了求平均值以减小误差（注意：测小灯泡电阻时，多次测量不能求平均值，因为小灯泡在不同电压下亮度不同，温度不同导致电阻不同）。

 

表三：用电压表和电流表测电功率

次数	U（V）	I（A）	P（W）	发光程度
1
2
3

 

 

表三中对相关数据的处理要用P=UI计算，多次测量也不能求平均值，因为灯泡在不同电压下的实际功率不同，多次测量并计算是为了找灯泡亮度与实际功率之间的关系（即灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的）。

第四，三个实验中电表量程选择的方法不同。在“探究电流与电压、电流与电阻关系”及“用电压表和电流表测电阻”两个实验中，电压表量程主要参考电源电压进行选择，电流表量程主要参考电路中的最大电流（滑动变阻器的阻值为零时）进行选择，并适当考虑滑动变阻器的分压和限流作用；在“用电压表和电流表测电功率”中，电压表主要参考小灯泡的额定电压进行选择，电流表主要参考小灯泡的额定电流进行选择。