【器材】
6V、3W小灯泡3只,演示安培计(0-1安),演示伏特计(0-15V),低压直流电源(12V),开关2个,滑动变阻器(10Ω),灯座3只,导线若干。
【操作】
演示电路,装制成示教板形式。然后按以下步骤进行演示:
(1)先使开关K2闭合,接通电源,调节滑动变阻器,使伏特计示数为12伏,此时灯泡L1、L2发光。由于是两只同样的灯泡串联接在12伏电源的电压上,每只灯泡上的电压为总电压的一半,即6伏,正好等于灯泡的额定电压。再根据安培计的示数,即可算出此时每个灯泡的功率数,这个数值即为灯泡的额定功率(3W),同时观察此时灯泡的明暗程度。
(2)断开K2,此时3个灯泡全亮,每个灯泡上的电压为总电压的三分之一,即4伏。再根据安培计的示数算出此时每个灯泡的实际功率数,此数值小于灯泡的额定功率。与前面的实验比较,发现灯泡的亮度明显降低。
(3)先闭合开关K1,再闭合开关K2,此时12伏的电压全部加在灯泡L1上,致使灯泡L1发出耀眼的光芒,从安培计上读取流过L1的电流数值,立即切断电源,计算出灯泡L1上实际消耗的功率,此功率远远超过了灯泡的额定功率。
这个实验说明了灯泡的实际功率随外加电压改变而改变,外加电压升高,实际功率增大,只有当外加电压等于额定电压时,实际功率才等于额定功率。
【注意事项】
演示L1单独发光时,必须按前述步骤进行,这样L1的灯丝是在炽热的情况下由6伏升高到12伏时,短时间内(如10秒左右)不会烧毁灯丝。如果将额定电压为6伏的灯泡灯丝从冷态直接加上12伏电压,由于灯丝电阻很小,很强的电流将使灯丝立即烧毁。
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