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、阻值已知的定值電阻一個、開關(guān)一個、導(dǎo)線若干．請選用上述器材，設(shè)計一個實驗證明：“當(dāng)電阻保持不變時，該電阻消耗的電功率與加在該電阻兩端的電壓的平方成正比”．
（1）請在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖；
（2）寫出實驗步驟；
（3）設(shè)計出實驗數(shù)據(jù)記錄表．

Answer 1

答：（1）用電壓表測定值電阻的電壓，用電流表測定值電阻的電流，實驗電路如圖所示：
（2）實驗步驟：
①將電壓表和電流表調(diào)零，如圖連接電路，將滑動變阻器的滑片滑動到阻值最大端；
②經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為U₁，讀出此時電流表的示數(shù)為I₁，將實驗數(shù)據(jù)記入表格中；
③調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為U₂，讀出此時電流表的示數(shù)為I₂，將實驗數(shù)據(jù)記入表格中；
④仿照步驟③，依次測出定值電阻R兩端電壓為U₃、U₄、U₅、U₆以及通過R的電流分別為I₃、I₄、I₅、I₆，將數(shù)據(jù)記入表格中．
⑤比較分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論．
（3）記錄實驗數(shù)據(jù)的表格如下表所示．

電阻R/
電壓U/
電流I/A
電壓的平方U2/V2
功率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，必須把各種阻值已知的定值電阻分別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電阻的電壓分析比較即可．
點評：本題考查控制變量法的正確使用，可知探究“在電阻兩端電壓保持不變時，通過電阻的電流與該電阻的阻值成反比”的條件是：保持電阻兩端電壓不變；改變電阻的阻值去測通過它的電流．