Question

實驗桌上放有電壓穩定的電源一個，滑動變阻器一個，電流表、電壓表各一只，電阻箱一個（電阻箱的符號 　　）、開關一個、導線若干．要求使用這些器材，設計一個實驗證明：“當電阻兩端電壓保持不變時，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成反比．”請你
（1）畫出實驗電路圖；
（2）寫出實驗步驟；
（3）畫出實驗數據記錄表．

Answer 1

解：（1）實驗電路如圖所示：

（2）實驗步驟：
①按電路圖連接電路；
②閉合開關S，調整滑動變阻器到適當位置，用調好的電壓表、電流表分別測出變阻箱兩端的電壓U和通過變阻箱的電流I₁，并把電阻箱接入電路的阻值R₁和測量的電壓U、電流I₁記錄在表格中；
③斷開開關S改變電阻箱接入電路的電阻值為R₂．然后閉合開關S，調節滑動變阻器使電壓表示數和步驟②中相同仍為U，測量電流I₂，并把電阻箱接入電路的阻值R₂和測量的電流I₂、電壓表示數U記錄在表格中；
④仿照步驟③，分別測出通過電阻箱R₃、R₄、R₅、R₆的電流和相應的電壓表示數，并把數據記錄在表格中；
⑤利用公式P=UI分別計算出電阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆ 消耗的功率P₁、P₂、P₃、P₄、P₅和P₆，并把數據記錄在表格中．
（3）探究電功率與電阻的關系實驗數據記錄表：

R/Ω
U/V
I/A
P/W

分析：根據控制變量法，要使通過電阻兩端的電壓保持不變，必須把電阻箱與滑動變阻器和電流表串聯起來，然后利用電壓表測出電阻箱兩端的電壓，根據P=UI分析比較即可．
點評：本題考查控制變量法的正確使用和電功率公式的靈活應用，同時考查學生根據題意畫電路圖的能力，并學會要用所畫的電路圖經過實驗分析得出結論的能力．