利用伏安法在連續(xù)和斷開的條件下測小燈泡的實際功率的分析

袁偉

摘要：本文通過利用伏安法在連續(xù)測量和斷開測量的條件下測量小燈泡的實際功率的對比（連續(xù)測量是指每測完一組數(shù)據(jù)就連續(xù)測量下一組數(shù)據(jù)，間斷測量是指每測完一組數(shù)據(jù)，斷開開關(guān)，一分鐘以后進(jìn)行第二組數(shù)據(jù)的測量），通過繪制曲線來分析影響實際功率的因素有哪些。

關(guān)鍵詞：伏安法：連續(xù)測量：間斷測量：小燈泡的實際功率：影響因素

中圖分類號：G648文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1672-1578（2018）08-0010-01

1.實驗原理

利用伏安法測小燈泡的功率是電學(xué)中一個非常重要的實驗，測量燈泡的功率是通過伏安法來測量的，由于電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于小燈泡的電阻，所以利用外接法進(jìn)行實驗，利用處理之后的數(shù)據(jù)，作出p-u圖像，找出小燈泡發(fā)光的實際功率會受到哪些因素的影響。

2.利用外接法比較斷開測量和連續(xù)測量的差異

保持其他條件不變，利用內(nèi)接法（2v直流電源）斷開測量測的數(shù)據(jù)如下；電壓u的單位是v，電流表的單位是A，p的單位是w；利用測出的數(shù)據(jù)，作出p-u圖像如下圖所示：

保持其他條件不變，利用內(nèi)接法（2v直流電源）連續(xù)測量測的數(shù)據(jù)如下；電壓u的單位是v，電流表的單位是A，p的單位是w；利用測出的數(shù)據(jù)，作出p-u圖像如下圖所示：

對比這兩個p-u圖像可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓小于0.5v時，小燈泡的電功率在兩種情況下幾乎沒有什么差異，隨著測量時間的增加，兩種情況的差距就變得很明顯，加在小燈泡兩端電壓相同的時候，斷開測量的功率要比連續(xù)測量的功率大，但是加在兩端的電壓大于1.6v時，這種差距就會變得穩(wěn)定，在同等條件下，斷開測量的功率比連續(xù)測量的功率大0.03w以內(nèi)。

3.結(jié)語

從以上的對比分析可以發(fā)現(xiàn)，在實驗剛剛開始的時候，無論是斷開測量還是連續(xù)測量，在同等條件下，他們的功率基本上沒有什么差異。但是當(dāng)加在燈泡兩端的電壓增大到0.5v以后，斷開測量和連續(xù)測量的差別就出來了，在同等情況下，斷開測量比連續(xù)測量的電壓大，而且這個差值會隨著加在燈泡兩端的電壓增大而增大，當(dāng)電壓增大到1.6v左右時，這個差值就會慢慢的趨于穩(wěn)定。

由于p=ui=u2/R，而且其他條件是沒有變化的，所以導(dǎo)致了這種差異的原因是由于燈泡的內(nèi)阻發(fā)生了變化。由于燈泡在發(fā)光的時候會有熱量產(chǎn)生，連續(xù)測量和斷開測量的差別是；斷開測量斷開開關(guān)的這段時間可以讓燈泡冷卻，而連續(xù)測量則沒有讓燈泡冷卻下來，所以從數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)間斷測量時小燈泡的電阻要比連續(xù)測量時的電阻大，所以導(dǎo)致電阻增大的原因是由于燈泡的發(fā)熱，也就是說燈泡發(fā)熱的過程中，電阻會增大，從而導(dǎo)致了功率與冷卻過的燈泡功率有差異。

這就解釋了為什么兩種測量在一開始差別不大，因為這個時候燈泡剛剛開始工作，這段時間里燈泡發(fā)出的熱量比較少，燈泡電阻變化不大。而電壓在0.5v以后，出現(xiàn)了上述差別，是因為燈泡發(fā)熱導(dǎo)致了燈泡的電阻變大，而電阻在持續(xù)的變大。當(dāng)加在燈泡兩端電壓在1.6v以后，出現(xiàn)上述現(xiàn)象，是由于電阻增大到一定的數(shù)值之后，就處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

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