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、滑动变阻器一个、阻值已知的定值电阻一个、开关一个、导线若干．请选用上述器材，设计一个实验证明：“当电阻保持不变时，该电阻消耗的电功率与加在该电阻两端的电压的平方成正比”．
（1）请在虚线框内画出实验电路图；
（2）写出实验步骤；
（3）设计出实验数据记录表．

Answer 1

【答案】分析：根据控制变量法，要使通过电阻两端的电压保持不变，必须把各种阻值已知的定值电阻分别与滑动变阻器和电流表串联起来，然后利用电压表测出定值电阻的电压分析比较即可．
解答：答：（1）用电压表测定值电阻的电压，用电流表测定值电阻的电流，实验电路如图所示：
（2）实验步骤：
①将电压表和电流表调零，如图连接电路，将滑动变阻器的滑片滑动到阻值最大端；
②经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为U₁，读出此时电流表的示数为I₁，将实验数据记入表格中；
③调节滑动变阻器，使电压表示数为U₂，读出此时电流表的示数为I₂，将实验数据记入表格中；
④仿照步骤③，依次测出定值电阻R两端电压为U₃、U₄、U₅、U₆以及通过R的电流分别为I₃、I₄、I₅、I₆，将数据记入表格中．
⑤比较分析实验数据，得出结论．
（3）记录实验数据的表格如下表所示．

电阻R/
电压U/
电流I/A
电压的平方U2/V2
功率P/W

点评：本题考查控制变量法的正确使用，可知探究“在电阻两端电压保持不变时，通过电阻的电流与该电阻的阻值成反比”的条件是：保持电阻两端电压不变；改变电阻的阻值去测通过它的电流．