武明
摘要:在實(shí)驗(yàn)中,滑動變阻器的作用主要有三點(diǎn):1、保護(hù)電路;2、改變電阻兩端的電壓;3、改變電路中的電流。在用伏安法測量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,有不同的意見。主要的觀點(diǎn)有兩種。
關(guān)鍵詞:伏安法測小燈泡的電阻、滑動變阻器、作用
在初中物理電學(xué)部分,滑動變阻器的應(yīng)用問題是一個常見的內(nèi)容,尤其是在實(shí)驗(yàn)中。那么在實(shí)驗(yàn)中,它的作用主要有三點(diǎn):1、保護(hù)電路;2、改變電阻兩端的電壓;3、改變電路中的電流。比如我們做過的幾個實(shí)驗(yàn):改變小燈泡的亮度,探究導(dǎo)體中的電流與電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器的作用都是前面提到的三點(diǎn)。
但是在用伏安法測量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中,有的老師有不同的意見。主要的觀點(diǎn)有以下兩點(diǎn):觀點(diǎn)一認(rèn)為滑動變阻器的作用仍然是通過改變電路中的總電阻,從而改變電流,起到保護(hù)電路的作用,并且通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,改變小燈泡兩端的電壓,從而使其在不同電壓下工作,得到不同的阻值,進(jìn)一步探究溫度對金屬導(dǎo)體電阻所起的影響作用。觀點(diǎn)二認(rèn)為在這個實(shí)驗(yàn)中,滑動變阻器的作用是調(diào)節(jié)滑片,從而獲得幾組不同的小燈泡的電阻值,為了多次測量,減小誤差。
關(guān)于上面兩種不同的觀點(diǎn),本人更支持觀點(diǎn)一。理由如下:
一、從測量小燈泡電阻實(shí)驗(yàn)的目的看,這個實(shí)驗(yàn)一是為了根據(jù)歐姆定律,學(xué)會用伏安法測量未知電阻的阻值,其二是為了進(jìn)一步探究溫度對小燈泡電阻的影響,所以不能將不同溫度下的電阻值取平均。如果取了平均值,就無視溫度對燈絲電阻的影響。
二、既然是在不同的電壓下,小燈泡就有著不同的實(shí)際功率,那么它的燈絲的溫度也不斷變化,引起電阻不斷變化。所以這時由歐姆定律計算得到的電阻值應(yīng)該是在不同溫度下(既不同電壓下工作時)的鎢絲電阻,不能簡單地將幾次阻值相加取平均值來代表小燈泡的電阻值。
三、對于小燈泡的電阻值應(yīng)該是在額定電壓下既正常工作時的電阻,而不應(yīng)該是不同狀態(tài)下的平均阻值。如果要對小燈泡的電阻值的測量取平均值,減小誤差,也應(yīng)當(dāng)是在額定電壓下工作,測量幾組阻值,取平均值記數(shù),較為妥當(dāng)。
四、在高中物理的學(xué)習(xí)中,還要繼續(xù)學(xué)習(xí)伏安法側(cè)小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn),同樣是在不同電壓下工作,得到幾組不同的電流值,然后在U—I圖像上,利用描點(diǎn)法繪制出伏安特性曲線,來直觀的反映出溫度對小燈泡燈絲電阻的影響,也沒有簡單的將幾組數(shù)據(jù)取平均值。
綜上所述,伏安法側(cè)小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理表格應(yīng)如圖設(shè)計,而不應(yīng)將三組電壓值、電流值所計算得出的電阻值取平均值記錄。既然電阻值不能取平均值記錄,那么在本實(shí)驗(yàn)中,滑動變阻器的作用當(dāng)然也不是為了多測量幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),取平均值,減小誤差。而是為了測量小燈泡在不同電壓下工作的電阻,所以滑動變阻器的作用是保護(hù)電路和改變小燈泡兩端的電壓,測定不同溫度下,燈絲的電阻。