初中電學(xué)中有三個(gè)重要實(shí)驗(yàn),分別是“探究電流與電壓、電流與電阻的關(guān)系”“用電壓表和電流表測(cè)電阻”“用電壓表和電流表測(cè)電功率”。這三個(gè)實(shí)驗(yàn)有很多相近的地方,弄清楚相關(guān)知識(shí),不僅對(duì)正確理解實(shí)驗(yàn)本身很有益處,而且對(duì)學(xué)好整個(gè)電學(xué)知識(shí)也很有作用。現(xiàn)就有關(guān)方面比較如下。
一、三個(gè)實(shí)驗(yàn)的相同處
首先,三個(gè)實(shí)驗(yàn)的電路圖和電路相同。均為如圖一、如圖二
第二,三個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材相同。均有電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、定值電阻(或待測(cè)電阻、燈泡)及導(dǎo)線。
第三,三個(gè)實(shí)驗(yàn)的步驟基本相同。如:按電路圖連接電路,連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開,閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器應(yīng)放在阻值最大處,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器記下電壓表、電流表示數(shù)等。
第四,滑動(dòng)變阻器的有些作用相同。如保護(hù)電路,改變電阻兩端電壓和電路中的電流(探究電流與電壓關(guān)系、伏安法測(cè)電阻、伏安法測(cè)電功率)。
二、三個(gè)實(shí)驗(yàn)的不同處
首先,實(shí)驗(yàn)原理或方法不同!疤骄侩娏髋c電壓、電流與電阻關(guān)系”中的實(shí)驗(yàn)方法是“控制變量法”;“用電壓表和電流表測(cè)電阻”中的實(shí)驗(yàn)原理是“歐姆定律”;“用電壓表和電流表測(cè)電功率”的實(shí)驗(yàn)原理是“P=UI”。后兩者均稱伏安法。
第二,滑動(dòng)變阻器的有些作用不相同。主要是在探究電流與電阻關(guān)系時(shí),滑動(dòng)變阻器的作用是控制定值電阻兩端的電壓不變(原理是串聯(lián)電路的分壓原理)。
第三,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理不同。如表一、表二和表三。
表一甲:探究電流與電壓的關(guān)系(R一定) 表一乙:探究電流與電阻的關(guān)系(U一定)
表一中對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)只作記載和分析,不作計(jì)算處理,多次測(cè)量是為了尋找普遍規(guī)律。
表二 :用電壓表和電流表測(cè)電阻
表二中對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的處理要用R=U/I計(jì)算,多次測(cè)量是為了求平均值以減小誤差(注意:測(cè)小燈泡電阻時(shí),多次測(cè)量不能求平均值,因?yàn)樾襞菰诓煌妷合铝炼炔煌瑴囟炔煌瑢?dǎo)致電阻不同)。
表三:用電壓表和電流表測(cè)電功率
表三中對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的處理要用P=UI計(jì)算,多次測(cè)量也不能求平均值,因?yàn)闊襞菰诓煌妷合碌膶?shí)際功率不同,多次測(cè)量并計(jì)算是為了找燈泡亮度與實(shí)際功率之間的關(guān)系(即燈泡的亮度是由燈泡的實(shí)際功率決定的)。
第四,三個(gè)實(shí)驗(yàn)中電表量程選擇的方法不同。在“探究電流與電壓、電流與電阻關(guān)系”及“用電壓表和電流表測(cè)電阻”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中,電壓表量程主要參考電源電壓進(jìn)行選擇,電流表量程主要參考電路中的最大電流(滑動(dòng)變阻器的阻值為零時(shí))進(jìn)行選擇,并適當(dāng)考慮滑動(dòng)變阻器的分壓和限流作用;在“用電壓表和電流表測(cè)電功率”中,電壓表主要參考小燈泡的額定電壓進(jìn)行選擇,電流表主要參考小燈泡的額定電流進(jìn)行選擇。
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