【制作方法】
如图18.1-3所示,做一个底座和支架,底座尺寸为40×10×1.5厘米3,支架尺寸为60×3×2.5厘米3,支架横杆尺寸为30×3×3厘米3。电动机可选用市售3伏、0.8安的玩具直流电动机。因为电动机转速太大,故在转轴上装配齿轮传动减速装置,可取外径6毫米10齿的小齿轮安装在电机轴上,外径75毫米144齿的大齿轮安装在滑轮轮上。注意安装时二轮咬合适当,不要太紧。电源采用二节干电池,时间可由电钟读出,其他如滑轮等元件可采用实验室的方便材料。
【使用方法】
1.把两节干电池接入电路,保持电压U不变,时间t不变(如t=15秒),改变钩码的数量,实验两次,将记录数据填入表格。
2.把一节干电池接入电路,使电动机两端电压降低一半,改变负载,使电流I值与第一次实验时的I值相同,同样在相同时间内,读出负载上升的高度,填入表格。
曾获得的三组实验数据如下表:
实验次数 | 电压U(伏) | 电流I(安) | 时间t(秒) | 负载所受重力G(牛) | 负载上升高度h(米) | 功W=Gh(焦耳) |
1 | 3 | 0.5 | 15 | 1.2 | 4.4×10-1 | 5.3×10-1 |
2 | 3 | 0.75 | 15 | 2.4 | 3.3×10-1 | 7.9×10-1 |
3 | 1.5 | 0.5 | 15 | 1.4 | 2.0×10-1 | 2.8×10-1 |
分析1、2两次实验数据,可以看出,电功随着电流增大(或减小)而增大(或减小)。从1、3两次实验数据可以看出,电功随着电压增大(或减小)而增大(或减小)。从而定性地说明电功与电流、电压、时间的正比关系(电功随时间增大而增大可推理得之)。
【注意事项】
1.电源要用新的干电池或充好电的蓄电池。
2.要事先进行调试,以选取合适的负载数值和时间数值。
编者提示:本自制教具可辅以“电功、电功率”部分的物理实验教学。
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