Question

（2012?門頭溝區(qū)一模）實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材：符合實(shí)驗(yàn)要求的電源1個(gè)，已調(diào)好的電壓表、電流表各一塊，滑動(dòng)變阻器、阻值已知的定值電阻R₀各1個(gè)，開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證：當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，該電阻消耗的電功率與該電阻兩端電壓的平方成正比
（1）電路圖；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟；
（3）設(shè)計(jì)表格．

Answer 1

分析：（1）探究電阻不變時(shí)，電阻消耗的電功率與該電阻兩端電壓的平方成正比，可選用：
電源、開關(guān)、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電流表組成串聯(lián)電路，電壓表與定值電阻并聯(lián)組成電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（2）用電流表測(cè)流過(guò)電阻的電流，電壓表測(cè)定值電阻兩端的電壓，改變滑動(dòng)變阻器阻值，
改變定值電阻的兩端的電壓，記錄電壓值；最后根據(jù)公式P=

U2

R

判斷功率與電壓平方的關(guān)系．
（3）記錄數(shù)據(jù)的表格應(yīng)包括：I、U、U²、P實(shí)驗(yàn)次數(shù)等內(nèi)容．

解答：解：（1）電源、開關(guān)、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電流表組成串聯(lián)電路，電壓表與定值電阻并聯(lián)組成電路，電路圖如圖所示；
故答案為：電路圖如圖所示．
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：①按電路圖連接電路．
②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′．用電流表A測(cè)量通過(guò)電阻R₀的電流I，用電壓表測(cè)量R₀兩端的電壓U，并將I、U的數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中．
③仿照步驟②，分別改變5次滑動(dòng)變阻器R′的阻值，用電流表A分別測(cè)量通過(guò)電阻R₀的電流I，用電壓表分別測(cè)量R₀兩端的電壓U，并分別將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中．
④將U的值代入U(xiǎn)²并進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)P=UI分別計(jì)算每次R₀的電功率P，并記錄U²和P的數(shù)值
⑤分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論．
（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表如下表所示：

I/A
U/V
U2/V2
P/W

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表格，有一定難度，知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹��?shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵．