Question

實驗桌上有如下實驗器材：穩壓電源（使用時電源電壓保持不變）一個、電阻箱一個、滑動變阻器一個，電流表、電壓表各一塊，開關一個，導線若干．請用上述實驗器材設計實驗，證明“當電流一定時，電阻消耗的電功率P跟電阻R的關系為：P=kR（k為常量）”．畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，并設計實驗數據記錄表．

Answer 1

【答案】分析：（1）由于電阻箱阻值可以調節且阻值可以直接讀出，所以電阻箱可作為被測電阻使用；
電阻箱阻值改變時可調節滑動變阻器阻值，使電路電流保持不變，因此電阻箱與滑動變阻器要串聯接入電路；
電流表串聯接入電路，測流過電阻箱的電流；電壓表與電阻箱并聯，測電阻箱兩端電壓；據此畫出實驗原理圖；
（2）根據實驗目的及實驗常識合理安排實驗步驟；
（3）實驗數據記錄表應包括：電壓、電流、電阻、功率、實驗次數等內容．
解答：解：（1）實驗電路圖：
電源、開關、滑動變阻器、電阻箱、電流表串聯接入電路，
電壓表與電阻箱并聯，電路圖如圖所示；
故答案為；電路圖如圖所示．
（2）實驗步驟：
①對電壓表與電流表進行機械調零，使電壓表、電流表指針指在零刻線位置；
斷開開關S，按照電路圖連接實驗電路，調節滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值為滑動變阻器的最大阻值；②閉合開關S，調節電阻箱阻值為R₁，移動滑動變阻器滑片P至某位置，讀出電流表的示數I、電壓表的示數U₁，并把數據I和U₁記錄在表格中；        
③調節電阻箱阻值為R₂，移動滑動變阻器滑片P使電流表示數仍為I，讀出電壓表的示數U₂，并把數據R₂和U₂記錄在表格中；
④仿照步驟③，再做4次，把數據R₃-R₆和U₃-U₆記錄在表格中；
⑤根據公式P=IU及I、U的數據計算出電阻箱的電功率P₁-P₆，并把數據記錄在表格中；
（3）實驗記錄表格：
根據實驗需要記錄的數據，設計實驗數據記錄表如下表所示；

	1	2	3	4	5	6
U/V
I/A
R/Ω
P/W

點評：本題考查了實驗電路的設計、設計實驗步驟、設計實驗數據記錄表，對能力要求較高，有一定難度；
知道實驗目的、理解實驗原理、熟悉所給實驗器材是正確解題的關鍵．