Question

实验桌上有如下实验器材：稳压电源一个（电源电压不作为已知）、阻值已知的定值电阻R₀一个，滑动变阻器一个，电流表、电压表各一块，开关一个，导线若干．请选用上述实验器材设计一个实验，证明“电源电压U保持不变时，定值电阻R₀消耗的电功率P₀跟通过它的电流I的关系为：P₀=aI²（a为常数）．画出实验电路图，写出实验步骤，并设计实验数据记录表．

Answer 1

解：电路图

实验步骤：
（1）将电压表、电流表调零，按照电路图连接电路．
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，用电流表测出通过电阻R₀的电流I，用电压表测出R₀两端的电压U，并将I、U、R₀的数据记录在表格中．
（3）仿照步骤（2），分别调节滑动变阻器在不同位置，再做5次实验，分别测出5组I、U的值并记录每次的I、U、R₀的数据于表格中．
（4）依据P₀=计算出每次R₀的电功率记录在表格中．
P₀与I关系数据记录表

I/A
U/V
R/Ω
P0/W

分析：根据实验目的可知定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路的总电流，电压表测定值电阻两端的电压；调节滑动变阻器的阻值，改变定值电阻两端的电压和通过的电流，多次测量，把相应的实验数据记录在实验记录表中．最后利用P=计出定值电阻R₀消耗的电功率并记录在实验数据记录表中．
点评：本题通过作图、设计实验步骤和实验记录表考查了学生的实验设计能力，以及通过实验验证了电功率计算式的正确性，加强了学生对公式的理解和掌握．