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、电阻箱一个（电阻箱的符号）、开关一个、导线若干．要求从实验桌上选取适当器材，设计一个实验证明：“当电阻两端电压保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成反比．”请画出实验电路图，写出实验步骤，并设计出实验数据记录表．
（1）实验电路图；
（2）实验步骤；
（3）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，必须把电阻箱与滑动变阻器和电流表串联起来，然后利用电压表测出电阻箱两端的电压，根据P=UI分析比较即可．
解答：解：（1）实验电路图：

（2）实验步骤：
①按电路图将调好的电表及各元件连接电路；
②闭合开关S，调节滑动变阻器到适当位置，测出变阻箱两端的电压U和通过变阻箱的电流I₁，并把电阻箱接入电路的阻值R₁和测量的电压U、电流I₁记录在表格中；
③断开开关S，改变电阻箱接入电路的电阻值为R₂，然后闭合开关S，调节滑动变阻器使电压表示数仍为U，测量电流I₂，并把电阻箱接入电路的阻值R₂和测量的电流I₂、电压表示数U记录在表格中；
④仿照步骤③，分别测出通过电阻箱R₃、R₄、R₅、R₆的电流I₃、I₄、I₅、I₆和相应的电压U，并把数据记录在表格中；
⑤利用公式P=UI分别计算出电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆ 消耗的功率P₁、P₂、P₃、P₄、P₅和P₆，并把数据记录在表格中．
（3）实验数据记录表：

U/V
R/Ω
I/A
P/W

点评：本题考查控制变量法的正确使用和电功率公式的灵活应用，同时考查学生根据题意画电路图的能力，并学会要用所画的电路图经过实验分析得出结论的能力．