Question

实验桌上有如下器材：满足实验要求（两端电压保持不变）的电源一个、已调零的电流表电压表各一块、电阻箱（电路符号为　）一个、滑动变阻器一个、开关一个、导线若干．请选择实验桌上的器材，设计一个实验证明：“当电阻两端电压保持不变时，电阻消耗的电功率跟它的电阻成反比”．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．

Answer 1

解：（1）电路图：

（2）实验步骤：
①把电压表、电流表调零，按照电路图连接好电路；
②调节电阻箱的电阻为R₁，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为U，读出电流表示数为I₁，把R₁、U和I₁记录在表格中；
③断开开关，调节电阻箱的电阻为R₂，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数仍然为U，读出电流表示数为I₂，把R₂和I₂记录在表格中；
④仿照步骤③，再做四次实验，分别把电阻R₃、R₄、R₅、R₆和对应的电流I₃、I₄、I₅、I₆记录在表格中；
⑤利用公式P=UI计算出R₁-R₆的电功率P₁-P₆并记录在表格中．
（3）探究电功率与电阻的关系实验数据记录表：

U/v
R/Ω
I/A
P/W

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．
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．