【知识点】
1. **点电荷**:点电荷是一种理想化的物理模型,指的是当带电体的形状、大小及电荷分布对所研究的问题影响可以忽略时,可将其视为一个具有集中电荷的点。点电荷的概念在解决静电学问题时非常有用。
2. **库仑定律**:描述了两个静止点电荷之间的相互作用力,力的大小与两电荷的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,同号电荷相互排斥,异号电荷相互吸引。
3. **电势能**:电荷在电场中由于位置而具有的能量称为电势能,电场力做负功时,电势能增加;电场力做正功时,电势能减少。
4. **电场线**:电场线是用来形象表示电场分布的曲线,等量正电荷产生的电场线从正电荷出发到无穷远处,两条电场线不会相交。
5. **并联电路**:电阻并联时,电流可以分成多条路径,总电流等于各支路电流之和,总电阻等于各电阻的倒数之和。
6. **电功率与电流计算**:电功率等于电压和电流的乘积,可以通过已知的功率和电压来计算电流。
7. **电容器**:电容器的电量与电势差成正比,与电容成反比;电容是电容器存储电荷的能力,与极板面积和介质有关,与距离成反比;电压等于电量除以电容;电场强度与电压和电容的关系需要通过电容器的具体构造来分析。
8. **电荷量与电能关系**:电荷量与消耗的电能可以通过功率公式P=IV来关联,功率是电能消耗速率,电荷量与电压的乘积即为消耗的电能。
9. **电场强度**:电场强度是由电荷产生的,与检验电荷无关,是一个固定属性,可以用力F除以电荷q来计算。
10. **电源电动势**:电动势是衡量电源转化能量能力的物理量,等于电源没有接入电路时两极间的电压,也是非静电力将单位正电荷从负极移至正极所做的功。
11. **电场强度与电势**:电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线的方向表示电势降落的方向;电势高低通过电场线的方向和电场线的密度来判断。
12. **电路分析**:在含有滑动变阻器的电路中,改变滑动变阻器的位置会改变电路中的电阻,从而影响电压表和电流表的读数。具体变化需要结合欧姆定律和电路原理来分析。
13. **伏安法测灯泡特性**:伏安法用于测定电阻随电压变化的特性,选择合适的电表和滑动变阻器,以保证测量的准确性和安全性。通常电压表并联于被测元件,电流表串联在电路中,选择电流表时要考虑最大电流不超过其量程,选择电压表时要考虑电压范围覆盖灯泡的工作电压。
实验设计:
(1) 实验采用电流表外接法,因为灯泡电阻较小,这样可以减小电压表分流的影响,提高测量的准确性。
(2) 选用电流表A(0~0.6A,内阻0.4Ω),电压表A(0~5V,内阻10kΩ),滑动变阻器E(10Ω,2A),以适应灯泡的额定电压和电流,并且能够有效地调节电流。