Question

實驗桌上有如下器材：符合實驗要求的電源一個、電流表和電壓表各一只、滑動變阻器一個、電阻箱一個、開關(guān)一個、導線若干。請你選用上述器材，設計一個實驗證明“當通過導體的電流保持不變時，導體消耗的電功率與電阻的關(guān)系為P = kR （k為常量）”。

要求：（1）畫出實驗電路圖；（2）寫出實驗步驟；（3）畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表。（6分）

 

Answer 1

【答案】

（1）實驗電路圖：如圖所示。

（2）實驗步驟：

① 調(diào)節(jié)電壓表、電流表的0點，按電路圖連接電路。

② 斷開開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值。閉合開關(guān)S，適當移動滑動變阻器的滑片，使電流表A的示數(shù)為I，用電壓表V測量電阻箱R兩端的電壓U，將R、I、U的數(shù)據(jù)記錄在實驗記錄表中。    

③ 仿照步驟②，分別改變5次電阻箱R的阻值，每次移動滑動變阻器的滑片，使

電流表A的示數(shù)仍為I，用電壓表V分別測量各次相應的電壓U，并分別將R、

I、U的數(shù)據(jù)記錄在實驗記錄表中。

④ 利用公式P=UI，分別計算出6次電阻箱R消耗的電功率P的數(shù)值，并分別記

錄在實驗記錄表中。

（3）實驗數(shù)據(jù)記錄表：

R/Ω
I/A
U/V
P /W

說明：其他解法正確同樣給分。

【解析】

試題分析：要研究“當通過導體的電流保持不變時，導體消耗的功率與電阻的關(guān)系”，必須控制電流不變，改變電阻箱的阻值，用滑動變阻器來控制電路中的電流不變；實驗中需要測出電阻兩端的電壓和電阻中的電流，進而求出電阻消耗的電功率，據(jù)此設計電路圖和數(shù)據(jù)表格．

（1）實驗中要用電壓表測量電阻兩端的電壓，用電流表測量電阻中的電流，用滑動變阻器來調(diào)節(jié)電路中的電流不變，故設計電路如下圖：

（2）實驗步驟：

①按電路圖連接電路．

②閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，測出電阻R兩端的電壓和其中的電流，根據(jù)P=UI求出電功率；

③再調(diào)節(jié)電阻箱到另一阻值，適當移動滑動變阻器的滑片，使電流表A的示數(shù)不變，讀出此時電壓表和電流表的讀數(shù)，根據(jù)P=UI求出電功率；

④分析電阻消耗的電功率和電阻值的關(guān)系．

（3）實驗表格如下：

R/Ω
I/A
U/V
P /W

考點：探究用電器電功率的實驗