Question

（2013?順義區一模）實驗桌上有如下器材：符合實驗要求的電源一個、電流表和電壓表各一只、開關一個、阻值已知的電阻3個（3個電阻的阻值大小互不相同）和導線若干．要求從實驗桌上選擇適當器材，設計一個實驗證明：“當通過電阻的電流保持不變時，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成正比“．
（1）請畫出實驗電路圖；
（2）寫出主要實驗步驟；
（3）設計出實驗數據記錄表．

Answer 1

分析：（1）用一個電壓表、一個電流表做實驗，驗證“當通過電阻的電流保持不變時，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成正比”，可把三個電阻與電流表串聯在電路中，用電壓表依次測出不同電阻兩端的電壓，據此設計電路圖．
（2）做實驗時，先按實驗的原理圖連接實物圖，用電流表測電流，用電壓表依次測出不同阻值兩端的電壓，把測量數據記在表格中，最后計算各電阻的功率，分析實驗數據．
（3）表格應包含：每次實驗的電阻值、電壓值、電流值、電功率等內容．

解答：解：（1）根據實驗目的與實驗器材，設計實驗電路圖如圖所示．
（2）實驗步驟：①按圖將調節好的電流表、電壓表及三個阻值不同的電阻R₁、R₂和R₃接入電路；
②閉合開關S，電阻的阻值用R表示，用電壓表測電阻兩端的電壓，電壓表的示數用U表示，用電流表測出通過電阻的電流，通過電阻的電流用I表示，并把電阻R和測量數據電壓U和電流I的值記錄在數據記錄表中；
③保持電路不變，依次改變電壓表的位置，仿照步驟③，再做5次實驗，將各次的電阻值R（R₂、R₃、R_ac、R_ad、R_bd）記錄在表格中，分別測量各次的電壓U和電流I，并把電阻R和測量數據電壓U和電流I的值記錄在數據記錄表中；
④利用P=UI，計算出各次的電功率，并將數據記錄在表格中．
（3）實驗數據記錄表：

R/Ω
U/V
I/A
P/W

點評：本題考查了，在給定實驗器材、實驗目的情況下，設計實驗電路、安排實驗步驟、設計實驗數據記錄表，難度較大，對考生的能力要求較高，是一道難題．