Question

实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关一个、阻值已知的定值电阻若干（阻值不同）和导线若干。要求：从实验桌上选择适当器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。
（1）请画出实验电路图；
（2）写出主要实验步骤；
（3）设计出实验数据记录表。

Answer 1

（1）

（2）实验步骤：
①按电路图将电流表、电压表和六个阻值不同的电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆接入电路中，并把这六个电阻的阻值记录在表格中；
②闭合开关S，测出R₁两端的电压和通过R₁的电流，并把数据记录在表格中；
③断开开关S，把电压表并联在R₂两端，仿照步骤②，测出R₂两端的电压和通过R₂的电流，并把数据记录在表格中；
④仿照步骤③，分别测出电阻R₃、R₄、R₅、R₆两端的电压和相应的电流，并把数据记录在表格中；
⑤利用公式P=UI分别计算出R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆消耗的电功率，并把数据记录在表格中。
（3）实验数据记录表

R/Ω
U/V
I/A
P/W

试题分析：（1）为了让通过电阻的电流保持不变，可以利用串联电路电流处处相等的特点，让各阻值不同的电阻串联接入电路，用电流表测电路电流，用电压表分别测量各电阻电压并记录各电压值，然后由P=UI比较功率大小，从而得出结论；据此设计电路如图：
．
（2）根据上面的分析设计实验步骤：
①按电路图将电流表、电压表和六个阻值不同的电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆接入电路中，并把这六个电阻的阻值记录在表格中；
②闭合开关S，测出R₁两端的电压和通过R₁的电流，并把数据记录在表格中；
③断开开关S，把电压表并联在R₂两端，仿照步骤②，测出R₂两端的电压和通过R₂的电流，并把数据记录在表格中；
④仿照步骤③，分别测出电阻R₃、R₄、R₅、R₆两端的电压和相应的电流，并把数据记录在表格中；
⑤利用公式P=UI分别计算出R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆消耗的电功率，并把数据记录在表格中。
（3）实验数据表格应包括电阻阻值、电阻两端的电压值、流过电路的电流、各电阻的功率，由电阻的个数确定表格的列数．实验数据记录表如下：

R/Ω
U/V
I/A
P/W

考点：