Question

【题目】实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源一个，电阻箱一个，滑动变阻器一个，已调零的电流表、电压表各一块，一个开关，导线若干。请用上述实验器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与电阻的关系为 P=kR（k 为常量）”。

（1）本实验中，控制变量是_______。

（2）画出实验电路图。（要求：在实验过程中不能拆卸电路）

（______）

（3）实验步骤：

①断开开关 S，按照电路图连接实验电路；把滑动变阻器滑片移到阻值_______，闭合开关 S，调节电阻箱阻值为 R1，移动滑动变阻器滑片至某位置，读出并记录电流表 I 和电压表的示数 U1，把数据记录在表格中；

②断开开关，调节电阻箱阻值为 R2，闭合开关，移动滑动变阻器滑片使_______，读出电压表的示数 U2，并把数据 R2 和 U2 记录在表格中；

③仿照步骤②，再做 4 次实验，把电阻箱阻值 R 和电压表示数 U 的每次数据记录在表格中；

④根据公式 P=UI 和数据，计算出 6 次电阻箱电功率 P，并把数据记录在表格中。

Answer 1

【答案】电流 最大处 电流表的示数仍为I

【解析】

（1）由于电阻箱阻值可以调节且阻值可以直接读出，所以电阻箱可作为被测电阻使用；电阻箱阻值改变时可调节滑动变阻器阻值，使电路电流保持不变，因此电阻箱与滑动变阻器要串联接入电路；电流表串联接入电路，测流过电阻箱的电流；电压表与电阻箱并联，测电阻箱两端电压，据此画出实验电路图；

（2）根据实验目的及实验常识合理安排实验步骤。

(1)[1]由题可知，要求设计实验证明“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与电阻的关系为P=kR（k 为常量）”，即在实验中需要保持电流相等，电阻不同，因此实验控制的变量是通过电阻的电流；

(2)[2]用电压表测变阻箱两端电压，用电流表测通过变阻箱的电流，用滑动变阻器调节电路中电流不变，实验电路图如图所示：

(3)[3]接通电路前应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处；

[4]在实验中需要保持电流相等，电阻不同；在实验过程中，改变电阻箱的阻值后，电路中的电流会改变，为使电路电流保持不变，应再调节滑动变阻器的阻值，使电流表的示数仍为I；