Question

2．实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一块、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干．请你利用上述器材设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻越大电阻消耗的电功率越多”．
要求：（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤；
（3）设计出实验数据记录表．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）根据（1）的实验原理设计实验步骤；
（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．

解答 解：（1）各电阻串联与电流表串联，电压表并联在待测电阻两端，电路图如图所示：

（2）实验步骤：
①按电路图连接电路．
将R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆这六个电阻的阻值记录在表格中．
②闭合开关S，用电流表测量电路中的电流I，将测量数据记录在表格中．
③断开开关S，把电压表依次并联在电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆两端，闭合开关S，
用电压表依次测量它们两端的电压U₁、U₂、U₃、U₄、U₅和U₆，将测量数据记录在表格中．
④利用公式P=UI和测量数据，分别计算出6个电阻消耗的电功率P₁、P₂、P₃、P₄、P₅和P₆，将计算结果记录在表格中．
（3）实验数据记录表如下所示：

R/Ω
I/A
U/V
P/W

故答案为：（1）见上图；
（2）①按电路图连接电路．
将R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆这六个电阻的阻值记录在表格中．
②闭合开关S，用电流表测量电路中的电流I，将测量数据记录在表格中．
③断开开关S，把电压表依次并联在电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆两端，闭合开关S，
用电压表依次测量它们两端的电压U₁、U₂、U₃、U₄、U₅和U₆，将测量数据记录在表格中．
④利用公式P=UI和测量数据，分别计算出6个电阻消耗的电功率P₁、P₂、P₃、P₄、P₅和P₆，将计算结果记录在表格中；
（3）见上表．

点评 本题是一道实验题，知道实验目的、根据实验的原理是“设计实验电路，合理安排实验步骤，设计符合实验记录要求的表格”的前提是关键．