Question

实验桌上提供了如下器材：符合实验要求的电源一个、定值电阻R₀一只、滑动变阻器一个、量程满足实验要求的电压表、电流表各一只；开关一个．小刚想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“定值电阻的电功率与电压的平方成正比”．
（1）在答题卡中的虚线框内画出实验电路图．
（2）写出实验步骤．
（3）根据实验要求，设计一个记录实验数据的表格．

Answer 1

分析：（1）用一个电压表、一个电流表做实验，验证“定值电阻的电功率与电压的平方成正比”，可把定值电阻与电流表串联在电路中，用电压表测出定值电阻两端的电压，用滑动变阻器与定值电阻串联来改变定值电阻两端的电压，据此设计电路图．
（2）做实验时，先按实验的原理图连接实物图，用电流表测电流，电压表测出定值阻值两端的电压，改变滑动变阻器的阻值，再多测几组数据记在表格中，最后计算定值电阻的功率，分析实验数据．
（3）表格应包含：每次实验的电压值、电流值、电功率等内容．

解答：解：（1）实验电路图；

（2）实验步骤：
①按电路图连接实验电路；
②闭合开关，将滑片滑到某一位置，记录电压表与电流表示数I₁和U₁；
③改变变阻器滑片位置，记录电压表与电流表示数I₂和U₂；
④仿照步骤③再做2次实验，记录电压表与电流表示数分别为I₃、I₄，U₃、U₄．
⑤根据P=UI分别计算各电压时的电功率，P₁=U₁I₁；P₂=U₂I₂；P₃=U₃I₃；P₄=U₄I₄；
⑥整理实验器材．
（3）实验数据记录表：

U/V
I/A
P/w

点评：本题考查在给定实验器材、实验目的情况下，设计实验电路、安排实验步骤、设计实验数据记录表，难度较大，对考生的能力要求较高，是一道难题．