Question

9．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、各種阻值已知的定值電阻和導線若干．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”．請根據上述要求，畫出實驗電路圖，并寫出實驗步驟，畫出實驗數據記錄表．

Answer 1

分析 （1）讓各阻值不同的電阻串聯接入電路，用電流表測電路電流，用電壓表分別測量各電阻電壓并記錄各電壓值，然后由P=UI比較功率大小，從而得出結論；據此設計電路；
（2）根據（1）的實驗原理設計實驗步驟；
（3）實驗數據表格應包括電阻阻值、電阻兩端的電壓值、流過電路的電流、各電阻的功率，由電阻的個數確定表格的列數．

解答 答：（1）各電阻串聯與電流表串聯，電壓表并聯在待測電阻兩端，電路圖如圖所示：

（2）實驗步驟：
①按電路圖連接電路
將R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆這六個電阻的阻值記錄在表格中．
②閉合開關S，用電流表測量電路中的電流I，將測量數據記錄在表格中．
③斷開開關S，把電壓表依次并聯在電阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆兩端，閉合開關S，
用電壓表依次測量它們兩端的電壓U₁、U₂、U₃、U₄、U₅和U₆，將測量數據記錄在表格中．
④利用公式P=UI和測量數據，分別計算出6個電阻消耗的電功率P₁、P₂、P₃、P₄、P₅和P₆，將計算結果記錄在表格中．
（3）實驗數據記錄表如下所示：

R/Ω
I/A
U/V
P/W

點評 本題是一道實驗題，知道實驗目的、根據實驗的原理是“設計實驗電路，合理安排實驗步驟，設計符合實驗記錄要求的表格”的前提與關鍵．