🔌欧姆定律与电功率实验 - 探究电流与电压电阻、伏安法测电阻、测小灯泡功率
把九年级电学最重要的几个实验搬到网页上:一块带电源、开关、电流表、电压表和滑动变阻器的虚拟实验台,可以探究电流与电压、电流与电阻的关系,用伏安法测未知电阻,测小灯泡的电功率。电表正负接线柱接反、量程选错、变阻器接了两个上或两个下接线柱、闭合开关前滑片没在阻值最大处,都会在电路图上标红并说明原因;表盘按真实分度值读数,数据记进表格并自动画出 I–U、I–1/R 图像。
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如何使用欧姆定律与电功率实验
- 1选择实验:电流与电压、电流与电阻、伏安法测电阻、测小灯泡电功率或电路故障
- 2设置电源电压、定值电阻、变阻器规格和电表量程,闭合开关
- 3拖动滑片 P,看电流表、电压表的指针和读数,点“记录”把数据填进表格
- 4对照自动生成的图像和结论;到“随机练习”做中考常见题,即时判分
常见问题
- 探究电流与电阻的关系时,换了更大的电阻后滑片应该往哪边移?
- 串联电路中电阻越大分到的电压越多。换上更大的定值电阻后,它两端的电压会变大,为了让电压回到原来的值,变阻器也要分走更多电压,所以要把滑片向阻值变大的一端移动。工具里会根据你的接线(A 或 B 下接线柱)直接告诉你该往哪端移。
- 滑动变阻器的最大阻值至少要多大?
- 按最大的定值电阻算:变阻器分得的电压 U₀ − U 与定值电阻电压 U 之比等于两者电阻之比,所以 R滑 = R(U₀ − U)/U。比如电源 4.5 V、控制电压 2 V、最大电阻 25 Ω 时,R滑至少 31.25 Ω,用 20 Ω 的变阻器就无论怎样调都降不到 2 V。
- 为什么测小灯泡电阻不能求平均值,测定值电阻却可以?
- 定值电阻的阻值基本不变,多次测量的差别来自读数误差,求平均值可以减小误差。灯丝的电阻随温度升高而明显增大,不同电压下的电阻本来就不同,求平均没有意义;同理,小灯泡在不同电压下的电功率也不能求平均。
- 闭合开关后灯不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,是什么故障?
- 电流表无示数说明电路某处断路;电压表有示数且接近电源电压,说明电压表两端到电源的路是通的,断开的地方就在电压表并联的那部分,即小灯泡断路(灯丝断了或接触不良)。如果把电压表误串联进电路,也会出现同样的现象。
- 测额定电压 3.8 V 的小灯泡功率时,电压表 0–15 V 量程读不准怎么办?
- 0–15 V 量程的分度值是 0.5 V,读不准 3.8 V。可以把电压表换成 0–3 V 量程并联在滑动变阻器两端,当它的示数等于电源电压减 3.8 V(例如 4.5 V 电源时为 0.7 V)时,小灯泡正好在额定电压下工作。工具的“测小灯泡电功率”页可以勾选这种接法试一试。
功能特点
- 仿真电流表、电压表表盘:0–0.6 A / 0–3 A、0–3 V / 0–15 V 按分度值读数
- 接线错误即时标红:正负接线柱接反、超量程、量程过大、变阻器两上两下、电表位置互换、电源短路
- 探究电流与电阻时检查是否控制电压不变,给出滑片该往哪端移和变阻器最大阻值至少多大
- 小灯泡灯丝电阻随温度变化,I–U 图线是曲线;电压过高会烧坏灯丝
- 电路故障题:根据灯亮不亮和两表示数判断断路、短路和接线错误
- 随机练习:欧姆定律计算、电表读数、量程选择、额定功率、求平均电阻等