北京中科白癜风 http://pf.39.net/bdfyy/bdfal/学生：老师能讲一下特殊方法测电功率这块设计实验的知识嘛？
老师：你有具体问题吗？
学生：没有。主要是这个思路不太会，就是缺电流表电压表，然后若干开关测电功率那块不明白。
老师：伏安法测额定功率很清楚吗？
学生：清楚。
老师：概述一下伏安法需要的器件及测量过程。
学生：需要小灯泡电流表电压表导线开关电源。测出来小灯泡的电流和电压，然后通过P＝IU可以求出来P。如果缺少电流表或者电压表就不会了。
老师：还缺少必要器件。
学生：滑动变阻器！
老师：对，这个器件很关键，一般必须必须必须有它。为什么？
学生：寻找普遍规律，避免偶然性。
老师：？？？
学生：诶？不对么？
老师：测的是什么？
学生：改变灯泡电压，测的是小灯泡电功率。
老师：回答得不精准。
学生：小灯泡实际电功率？
老师：小灯泡额定功率！
学生：诶？哦。原来如此！
老师：额定额定额定！不是测量一个电路中正在工作的灯泡实时功率。
学生：对，额定功率。
老师：额定功率表示什么？
学生：额定电压下的功率。
老师：额定电压是什么？
学生：额定功率时的电压。
老师：额定功率表示什么？你是不是又要回答额定电压下的功率？
学生：诶？就是小灯泡在额定电压时的电功率呀。
老师：这个概念不搞明白，你会感觉有的测量器件是没用的。课堂上没讲过额定功率表示什么？
学生：课堂上就是这么说的呀[流泪][流泪][流泪]。
老师：你的两个回答都没错，但是没说到额定功率的根本意义。
学生：那根本意义是什么[发呆]？
老师：额定功率标定的就是小灯泡能够安全有效工作的最大功率。小灯泡在额定功率下工作，亮度大，寿命长，高于额定功率工作，容易损坏，低于额定功率工作，灯光发暗，也不是正常工作。
学生：这样啊[发呆][发呆][发呆]！
我们笔记上让这样记的。
老师：笔记本上有个关键词“正常工作”，你忽视了！
学生：[发呆]！这样啊！
老师：什么是正常工作，对小灯泡来说，就是要达到要求的亮度，又要保持一定寿命！再看一遍发的长句。
学生：好的。
老师：小灯泡发光的同时，还会产生大量热，使得发光材料温度提升很高。功率越大，发光材料温度提升就会越高，当温度超过发光材料的熔点或沸点时，发光材料就会烧断损坏，不再正常工作。
学生：！明白了，谢谢老师！
老师：小灯泡在额定电压下工作，发光较亮，超过额定电压，小灯泡会更亮，但工作寿命会变短，超过额定电压越多，灯烧毁的越快。所以说，测量小灯泡额定功率的前提就是不能毁坏小灯泡，是不是？
学生：对吧。
老师：必须的，否则测出功率也没意义。
学生：明白了。
老师：怎样保障不毁坏小灯泡？
学生：控制电压电流，加电阻。
老师：对，控制加在小灯泡两端的电压，使得其不能高于额定电压！
学生：！
老师：小灯泡加载电压低于额定电压时不会被毁坏，只是不亮而已。
学生：哦！但是，没有电流表或电压表怎么设计实验[流泪][流泪]。
老师：别急，彻底搞清楚伏安法，其它方法都会迎刃而解。知道如何防止加在小灯泡的电压高于额定电压吗？
学生：滑动变阻器最大阻值连接。
老师：是的。还有？
学生：电源选小点？
老师：多小？
学生：不知道[难过]。
老师：要想测出额定功率，电源电压必须大于什么值？
学生：大于实际值？
老师：？什么是实际值？
学生：大于小灯泡的电压？
老师：小灯泡的电压是什么？
学生：未知值。额是，是电压表的值？
老师：错！如何大于一个未知值？
学生：不知道。
老师：电压表的值是什么？咋还有这种概念？
学生：[流泪]
老师：我们测量小灯泡额定功率时，一般会知道小灯泡的一些参数值的，对不对？
学生：对，额定电压。
老师：对，这是关键。电源电压必须大于或等于被测小灯泡的额定电压！
学生：明白了。
老师：否则会怎么样？
学生：灯泡会暗。
老师：暗代表什么？
学生：没达到额定电压，测出来的就不会是额定电功率。
老师：正确！否则不可能测到额定功率！
学生：[得意][嘿哈]
老师：刚才分枝了一个提问。继续回到前面问题，如何防止加在小灯泡的电压高于额定电压？除了滑动变阻器最大阻值连接，还有？
学生：还有电池的选择？
老师：是的，电池电压不能过大，大到变阻器取最大值，留给灯泡的电压也大于其额定电压。但一般实验用电源不会出现这种情况。还有？
学生：加电阻？再加个定值电阻。
老师：不是，应该是加个电源开关。
学生：诶？哦对。
老师：开关的作用是什么？
学生：控制实验开始和结束，还有试触？
老师：还有更重要的事。
学生：不知道了。
老师：否则要它干嘛？
学生：[发呆]，分开测？
老师：开关的另一个重要作用在于，为你提供了更改电路错误连线的机会！
学生：诶？
老师：想一想，实际操作中，如果电路连线错误，未按照电路图连接，可能导致什么后果？
学生：短路或者断路。
老师：还没反应过来，灯泡已经烧毁了，是不是？
学生：对。
老师：所以设置开关，处于开的状态，连接电路后必须对照电路图检查，防止出现电源直接接在小灯泡上，以及变阻器没接正确，放在低阻位。反复检查无误，才可以闭合开关，开始测试。
学生：明白了。
老师：这个开关叫电源开关！
学生：[发呆]，明白了！
老师：好，这样来说，不管用什么方法测量小灯泡额定功率，必须有的器件有哪些？
学生：电压表、电流表、电源开关、滑动变阻器、导线、电源。
老师：对于伏安法来说，你列举的这些是必要器件。但对于其它方法，电压表和电流表就不必要同时出现，只要其一即可。因此，不管用什么方法测量小灯额定功率，电源开关、滑动变阻器、导线、电源是一定出现的。
学生：那少一个表怎么测啊[发呆]？
老师：这个问题是你的困惑点，先放在这，后面再说。先完成基础的伏安法，电压表，电流表都有的情况下如何测量后，再讲缺少一种表时如何测量，就很容易理解了。
学生：好的。
老师：伏安法测量额定功率的电路图会画吗？
学生：会的。
老师：画个看。
学生：
测量原理图
老师：不错。你能简述一下测量过程吗？
学生：先连接电路，开关处于断开状，滑片放滑动变阻器组值最大，闭合开关，调节滑动变阻器阻值，使电压表示数为小灯泡额定电压，然后读取电流和电压相乘得到功率。
老师：正确。知道变阻器的另一个作用了吧？
学生：明白了，控制电压。
老师：没有变阻器，就无法改变小灯泡两端的电压，也就无法使得小灯泡准确获得额定电压，也就测不出额定功率！
学生：明白了。
老师：测量时，我们实质操作的是变阻器。
学生：嗯嗯。
老师：叙述更准确点，应当加上一句，检查电路无误后，闭合开关。
学生：明白了。
老师：如果告诉你，小灯泡额定电压与电源电压相等，可以去掉哪些元件？
学生：电压表。
老师：还有？
学生：滑动变阻器。
老师：[强]，简述一下操作过程。
学生：连接电路，检查电路无误后，闭合开关，测出电流表示数，与电源电压相乘，得到小灯泡电功率。
老师：[强]，注意没有，此时少了一个操作动作，因为少了变阻器，这是特定条件下的极端情况。
学生：对。
老师：这种情况下，如果保留变阻器，能测量出额定功率吗？
学生：可以呀，只要变阻器阻值为0就ok。
老师：[强]！叙述就要改变一下。
学生：[得意]。
老师：简述一下此种情况。
学生：连接电路，将滑动变阻器阻值调到最小处，检查电路无误后，闭合开关，测出电流表示数，与电源电压相乘，得到小灯泡电功率。
老师：不是最小处，是零值处。如果还保留电压表呢，还能测量吗？
学生：诶？也可以。
老师：必须可以！
学生：对的。
老师：这就是一般与特殊的关系，此时如何简述？
学生：连接电路，将滑动变阻器阻值调到最小处，检查电路无误后，闭合开关，测出电流表示数，和电压表示数，电压表示数即是小灯泡电压也是电源电压，相乘，得到小灯泡电功率。
老师：不太准确。用之前伏安法一般的表述即可。
学生：哦哦哦ok。
老师：一般包含特殊！先把变阻器放在最大值是不变的表述。
学生：哦哦哦！
老师：继续伏安法的变例。没有安培表，只有两个电压表，如何？
学生：不知道了[凋谢][凋谢][凋谢]。
老师：这时必须还要增加一个已知电阻R。
学生：串联，然后电压表一个是测R的电压，一个是测小灯泡的电压，测出来R的电压，与已知电阻，用欧姆定律得出电流，串联电流相等，所以电流和小灯泡电压相乘得到电功率。
老师：[强]！画个图。
学生：
学生提交图
老师：前面白讲了？是测量额定功率的图，必要器件呢！！
学生：诶？
老师：关键的器件没有，不可能测出额定功率！
学生：
这样吗？
老师：有什么疑问吗？
学生：没有了！
老师：没有变阻器就无法改变小灯泡两端的电压，也就无法使得小灯泡获得额定电压，也就测不出额定功率！
学生：明白了！
老师：什么方法都出现的必要器件有哪些？再叙述一遍。
学生：开关、电源、滑动变阻器、小灯泡。
老师：开关写成电源开关，以后还会用到转向开关，以作区分。
学生：OK。
老师：简述一下测量过程。
学生：按照电路图连接电路，开关处于断开状，滑动变阻器阻值最大处，确认无误后闭合开关，测出r定值电阻的电压为u1，得出I1，测出小灯泡电压为u2，得出小灯泡电功率p。
老师：错，滑动变阻器是干什么的？
学生：诶哦对。按照电路图连接电路，开关处于断开状，滑动变阻器阻值最大处，确认无误后闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡电压为额定电压，测出r定值电阻的电压为u1，得出I1，测出小灯泡电压为u2，得出小灯泡电功率p。
老师：不完美。
学生：诶？哦。
按照电路图连接电路，开关处于断开状，滑动变阻器阻值最大处，确认无误后闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡电压为额定电压u2，测出r定值电阻的电压为u1，得出I1，I1与u2相乘得出小灯泡电功率p。
老师：好一些。这样更好：
按照电路图连接电路，开关处于断开状，滑动变阻器阻值最大处，确认无误后闭合开关，调节滑动变阻器使连接小灯泡电压表一的示数为额定电压值u，此时读出电压表二的值u1，由欧姆定律得出I1=u1/r，由此得出小灯泡电功率p=uu1/r。
注意表述为读表的示数，虽然表的示数就是小灯泡的电压，和定值电阻电压，但描述测量过程这样表述更清晰。
学生：哦哦哦，明白了，谢谢老师。
老师：你发现没发现，这个过程是否与之前的伏安法很雷同？
学生：对！
老师：其实就是一回事儿，它只是伏安法的一个变例。
学生：这样啊！明白了！
老师：你拿笔把前面图中的电压表二和定值电阻用圆圈围起来，看一看，发给我。
学生：嗯？没太理解什么意思。
老师：就是这样的图：
原理解释图
与之前的伏安法电路图比较一下，你能发现什么？
学生：测定值电阻的电压表不会因为温度然后变化，测小灯泡会有温度影响？是这个嘛？
老师：一般情况下，电压表不受温度影响。
上面图中，红笔圈起来的部分，作用就是相当于一个电流表，只不过正常电流表可以直接读出电流，而这个电流表需要I=U/R换算得出电流。
学生：哦哦哦明白了！
老师：也就是说，电压表并联一个定值电阻，在电路中可以发挥电流表的作用。
学生：就是缺少哪个元器件，就用别的东西组成一个和它作用相同的部分，然后代到电路里去计算，只不过这个元器件需要这个部分里的其他公式求出来。
老师：完全正确！
学生：OK明白了！
老师：记住，电压表并联一个定值电阻，作用就是一个电流表。只有记住伏安法的基本电路，这个所谓的伏阻法变例，就很简单了。
学生：明白了。
老师：下面继续另一个变例，没有电压表，只有两个电流表，和定值电阻。思考一下，画个图。
学生：
学生提交图
老师：no，不太正确。再仔细看看。
学生：哦对，稍等。
老师：这个图理想情况下没错，但实际测量操作中，不能这样连接。
学生：[捂脸]嗯？
老师：伏安法测量中，你把电流表放到电压表内吗？
学生：诶？这是什么意思？
老师：
教学过程图
你这样连接电路吗？虽然这个图在理想情况下也没错。
学生：好像不太行。
老师：为什么一般测量中不能这样连接，你可能不太理解。因为，电流表自身是有电阻的，只是电阻小，一般就近似地视其为零。如果电流表如此连接，电压表显示的电压不是小灯泡的电压，而是小灯电压与电流表分得的电压之和，这就无谓地造成了误差，而且小灯泡电阻越小，这种误差就越大。明白吗？
学生：哦哦哦明白了，就是减小误差。
老师：是的，所以说，你前面那个图，电流表是理想的电流表没错，但实际操作中，是有毛病的，实际上电流表电阻不可能是零，从减小测量误差角度说，是错误的。这也可能是选择正确电路图的考点。如果哪天真有这样的考题，你就果断选择把电流表放到电压表内的图是错误的。
学生：好的。
老师：可以画图了？
学生：可以再说一下组成么[苦涩]，有滑动变阻器嘛？
老师：前面白讲了？变阻器是可有可无的吗？
学生：[捂脸]您这个没说“下面继续另一个变例，没有电压表，只有两个电流表，和定值电阻。思考一下，画个图。”
我以为又有变化了[捂脸][捂脸]。是必须有变阻器的！
老师：没有变阻器就无法改变小灯泡两端的电压，也就无法使得小灯泡获得额定电压，也就测不出额定功率！
以后出题没有变阻器让您测功率，除非是电源电压与被测量的额定电压相等，否则就是错误命题
学生：明白了。
教学过程图
是这样吗？
老师：错，第一没说要增加开关。二，即使这样，也是没解决测量误差问题。参照这个图：
教学过程图
这个图的错误和你画的图错误相同。
学生：啊！
是这样吗？
老师：基本可以，但多了开关。
学生：那就把上面支路的开关去掉？
老师：你认为是哪个，两个开关名称一样吗？
学生：就是把定值电阻所在那条支路的开关去掉？
老师：接电源的开关叫什么开关？
学生：电源开关。
老师：电源开关是可有可无的吗？
学生：必须得有。
老师：那开关多了…
学生：
教学过程图
这个样子的是嘛？
老师：[OK]。要记住，一开始讲的，哪些器件是必要的，不能少的，电源！电源开关！变阻器！导线（这个一般望不了）！
学生：OK。
然后过程就是：断开开关，连接电路，滑动变阻器调到最大处，读取电流表示数，然后测出电源电压u，通过并联分流压相等，i等于i1＋i2，得出灯泡电流，再与电源电压相乘，得到功率p。
老师：错！
学生：诶？哪一步？
老师：测出电源电压，怎么测？测它干嘛呢？
学生：哦哦，就是测小灯泡电压，不是电源电压。
老师：你的叙述好像滑动变阻器没用，是多余的？那就换个定值大电阻就是了。
学生：那就是调节滑动变阻器到最大值，哦哦就是说，滑动变阻器在这里就是保护电路的作用？
老师：再看看伏安法咋叙述的。
学生：伏安法是让小灯泡达到额定电压，但是这里好像没有电压表，不知道怎么达到。
老师：IR，前面那个变例还没电流表呢。
学生：哦哦哦就是再算一下嘛？
老师：你说呢？
学生：额，那就是让定值电阻和电流表示数去计算，得到小灯泡额定电压！
老师：思路对，继续表述。
学生：然后得到的电压就是小灯泡的额定电压，再和电流表相乘。
老师：说下测量过程，自己写出来的东西记忆才深刻。特别是经过几次错误修正后，写的东西，记忆更加深刻。
学生：明白。OK，我再整理下。
断开开关，连接电路，滑动变阻器调到最大处，闭合开关，调节滑动变阻器，使电路电压为小灯泡额定电压，读取示数，得到小灯泡电流，电流与电压相乘得到小灯泡电功率。
这回对吗？
老师：怎么知道小灯泡电压等于额定电压的？
学生：通过定值电阻的电流和阻值得到电路的电压，由于是并联，所以电压处处相等。诶？额定电压不是给的么？
老师：这个测量中，先知道的是电流，还是电压？
学生：电流吧，因为有电流表。
老师：是啊。
学生：诶？
老师：那前面表述对吗？
学生：小灯泡额定电压是给出的嘛？
老师：没错呀。
学生：哦哦，那就先计算定值电阻的电流。
老师：[OK]
学生：然后调节滑动变阻器使定值电阻的电流表到这个数，明白了！谢谢老师。
老师：测量操作：按照原理图连接备好的器件（注意滑线变阻器置于高阻位，电源开关处于断开状态），检查线路连接无误后，闭合电源开关，调整滑线变阻器阻值，同时观察电流A1示数变化，使得电压表A1示数I1刚好为小灯泡额定电压U/R时，定位变阻器，读取此时的电流表A2示数为I2，核对两表示数后，关闭电源开关，切断电源。
根据P=I*U，I=I2-I1，测得小灯泡额定功率P=U*（I2-I1）。
同问，从这个测量电路图中，你能发现什么？
学生：一个电阻和一个电流表相当于一个电压表。
老师：[强]！这个要记住。
学生：ok[得意]
老师：没有电流表时，电压表并联一个电阻，可作电流表用。没有电压表时，电流表串联一个电阻，可当电压表用。
学生：明白了。
老师：这样看来，两个变例是不是都和最开始讲得伏安法一样的？
学生：没错。
老师：其实，不仅如此，通过转向开关，可以使一个电压表当作两个电压表来用，也可以使一个电流表当作两个电流表来用。这又是只有一个电压表或电流表，测量小灯泡额定功率的变例。这个当作作业，自己分析一下，有问题再问。
学生：好的，谢谢老师。
