趣味物理小实验:“烧暗”灯泡

小实验 / 2016-12-26 / 花香调 / 2758℃
灯泡的亮度跟什么有关?

趣味物理实验猜想与假设

根据影响电阻大小的因素,我猜想:

制定计划设计实验

实验材料:废日光灯管灯丝,小灯泡(6V,6W),蓄电池,单刀开关,酒精灯,导线,电阻丝(0.2Ω),可变电阻(0~100Ω),演示电表,盛有液氮的杜瓦瓶,线绕电阻,直流电源(200~300V)。

方法和步骤:

1.演示导体的电阻随温度升高变化的情况

实验方案一:实验电路如图1所示,图中E为6V蓄电池,K为单刀开关,L是6V、6-8W的小灯泡,与一个30~40W的废日光灯管的灯丝串联在一起。

图1图2

演示时闭合K,这时灯泡L正常发光,然后用酒精灯对日光灯灯丝加热,可看到小灯泡的亮度明显变暗。

由于电源电压不变,小灯泡变暗的原因是什么?

实验方案二:实验电路如图2所示,图中W为0-100Ω可变电阻,K为单刀开关,E为2V电源(蓄电池)。G为演示电表(作灵敏电流计用),R为线绕电阻(阻值0.1~0.2Ω),可用直径1mm、长20cm镍铬丝成铁丝绕成。

演示时,调节可变电阻W,使演示电表G稍有偏转。增加R值(可在R上串接一个电阻),由于与G并联的电阻R的数值增大,分流作用减少,从而流过G的电流增加,即G的偏转增大,因此可通过G的偏转情况而判断R的变化。拆去串联的电阻,只用原来的线绕电阻,然后用酒精灯对电阻R加热,可看到G的指针偏转变大;停止加热后又使复原状,从而说明了导体的电阻随温度升高而增加。

分析论证得出结论

根据实验方案一、二可以得出:

课外拓展

上面的两个实验方案演示的都是导体的电阻随温度升高而增大的现象。导体的电阻随温度降低而减小呢?

演示导体的电阻随温度降低而减小的现象,实验中要用到液态氮,有条件的地方可以做。实验装置如图3所示。图中的线绕电阻是将直径为0.3mm、长度为1m的裸铜丝绕在一瓷芯上作成的。圈与圈之间应留有适当间隙,以免短路。

图3

趣味物理实验实验步骤:

1.按图所示把小灯泡、线绕电阻、单刀开关与蓄电池串联起来,接通电路,小灯泡发出微弱的光。

2.将线绕电阻置于盛有液态氮的杜瓦瓶中,这时可看到小灯泡明显变亮了,这是由于温度降低后线绕电阻的阻值减小,从而电流强度增加了的缘故。

3.将线绕电阻从杜瓦瓶中取出,然后放在酒精灯上加热,结果可看到小灯泡的亮度很快减弱,直到暗淡无光。这说明随着温度升高,线绕电阻的阻值变大,电路中的电流强度变小。

4.换用同样直径,长为1m的铁丝、钨丝、镍铬丝绕成线圈分别做实验,小灯泡也可用电流计代替。则实验结果相同。

友情提示

1.实验中用酒精灯加热以及用液氮冷却,是为了使现象明显,因为常温下电阻随温度的变化不太大。

2.液氮比较便宜,有条件的地方都可以用,这样能提高兴趣,增加见识。使用时要注意安全,不要溅到皮肤上,盛液氮的杜瓦瓶不要盖严,因液氮从钢瓶中倒出后,处于沸腾状态,气压很大,盖严了容易冲开盖子,打坏容器,造成事故。


选自:《初中物理自制教具》
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