Question

實驗桌上有如下器材：穩(wěn)壓電源（6V）一個、電流表（量程0-0.6A）和電壓表（量程0-15V）各一只、開關、滑動變阻器（銘牌“50?1A”）、阻值為5?、6?、8?、12?、15?、20?的定值電阻（不考慮溫度對電阻的影響）各一個和導線若干．請你設計一個實驗證明：“當電壓保持不變時，電阻消耗的電功率與該電阻阻值成反比”．要求：
（1）畫出實驗電路圖：
（2）簡明陳述實驗步驟：
（3）請根據(jù)你的實驗步驟畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表：

Answer 1

答（1）實驗電路圖：

（2）實驗設計步驟：
①如圖所示連接電路，將R₁的數(shù)據(jù)記錄在表格中．
②閉合開關，用調(diào)好的電流表測出通過R₁的電流I₁的數(shù)據(jù)，用調(diào)好的電壓表測出R₁兩端電壓U的數(shù)據(jù)，并記錄在表格中．
③斷開開關，將定值電阻R₁換為R₂，閉合開關，調(diào)整滑動變阻器的阻值，使得定值電阻R₂兩端的電壓仍為U，讀出R₂和通過R₂的電流I的數(shù)據(jù)，并記錄在表格中．
④仿照③再做4次，分別讀出R₃、R₄、R₅、R₆和通過R₃、R₄、R₅、R₆的電流I₃、I₄、I₅、I₆的數(shù)據(jù)，并記錄在表格中．
⑤根據(jù)P=UI分別計算出定值電阻的功率P₁、P₂、P₃、P₄、P₅、P₆，并記錄在表格中．
或：
①如圖所示連接電路，每個定值電阻用R表示，通過R的電流用I表示，R兩端的電壓用U表示，將R的數(shù)據(jù)記錄在表格中．
②閉合開關，用調(diào)好的電流表測出I的數(shù)據(jù)，用調(diào)好的電壓表測出U的數(shù)據(jù)，并分別記錄在表格中．
③斷開開關，將定值電阻R₁換為R₂，閉合開關，調(diào)整滑動變阻器的阻值，使得定值電阻R₂兩端的電壓仍為U，讀出通過R₂的電流I的數(shù)據(jù)，并記錄在表格中．
④仿照③再4次，分別讀出I的數(shù)據(jù)，并記錄在表格中．
⑤每個定值電阻的電功率用P表示，根據(jù)P=UI分別計算出每個定值電阻的功率，并記錄在表格中．
（3）畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表．

R/Ω
U/V
I/A
P/W

分析：根據(jù)控制變量法，要使通過電阻兩端的電壓保持不變，必須把定值電阻與滑動變阻器和電流表串聯(lián)起來，然后利用電壓表測出定值兩端的電壓，根據(jù)P=UI分析比較即可．
點評：本題考查控制變量法的正確使用和電功率公式的靈活應用，同時考查學生根據(jù)題意畫電路圖的能力，并學會要用所畫的電路圖經(jīng)過實驗分析得出結論的能力．