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家裡用舊的日光燈管,你會怎麼處理呢?一般我們會選擇直接扔掉。但在初中科學實驗室裡,廢舊的日光燈燈絲可是探究「電阻與溫度的關係」極好的材料。接下來跟著小編一起來體驗一下廢舊日光燈絲的妙用。
【視頻來源由 北京師範大學附屬杭州中學 張立鋒 錄製 】二【操作過程】
◆ 問題背景
在求解實際功率和額定功率時,多數情況下,我們認為燈泡的電阻值是不變的。實際上,導體電阻大小受溫度的影響,燈泡在不同亮度的發光情況下,燈絲的溫度不同,從而導致燈絲的電阻值不同,進而使燈泡的實際功率有較大的變化。在做燈泡功率受溫度影響的習題時,由於缺乏相應的實驗基礎和感性認識,學生往往會束手無策。
◆ 解決方案
利用廢舊的日光燈燈絲和小燈泡等材料進行實驗,能讓學生對以下問題有一個感性的認識與分析:一是燈絲阻值隨溫度變化的情況,二是家用白熾燈在常溫下的電阻值與正常發光時的 電阻值的區別,三是正常發光的燈泡在不正常時的電阻變化情況。
◆ 製作使用
✦實驗器材準備:日光燈燈絲、小燈泡、開關、電源、導線若干、酒精燈、火柴。如下圖所示:
✦連接:將日光燈燈絲與小燈泡、開關、電源等串聯進電路,閉合開關,如下圖所示。
✦實驗:點燃酒精燈,將日光燈絲置於酒精燈外焰進行加熱,觀察小燈泡亮暗變化,如下圖所示。
◆ 實驗結果
✦當日光燈絲靠近酒精燈時,小燈泡由亮變暗(見上圖);
✦當日光燈絲遠離酒精燈時,小燈泡又由暗變亮,如下圖所示。
三【實驗原理】
當日光燈絲靠近酒精燈時,由於溫度升高,致使燈絲的電阻驟然增大,使得電路中的電流變小,燈泡變暗;當日光燈絲遠離酒精燈時,隨著溫度降低,燈絲電阻恢復原值,電流又變大,所以小燈泡又變亮了。
電阻率是用來表示各種物質電阻特性的物理量。某種物質所製成的原件(常溫下20°C)的電阻與橫截面積的乘積與長度的比值叫做這種物質的電阻率。電阻率與導體的長度、橫截面積等因素無關,是導體材料本身的電學性質,由導體的材料決定,且與溫度有關。
電阻率在國際單位制中的單位是Ω·m,讀作歐姆米,簡稱歐米。常用單位為「歐姆·釐米」。
在溫度一定的情況下,有公式
其中的ρ就是電阻率,L為材料的長度, S為面積。可以看出,材料的電阻大小與材料的長度成正比,即在材料和橫截面積不變時,長度越長,材料電阻越大:而與材料橫截面積成反比,即在材料和長度不變時,橫截面積越大,電阻越小。
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