Question

16．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，电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个、开关一个和导线若干．小明想用上述实验器材，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该电阻的阻值成正比”．请根据上述要求帮助小明：
（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤．

Answer 1

分析 根据控制变量法，要使通过电路的电流保持不变，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和R₂两端的电压，根据P=UI分析比较即可．

解答 解：
（1）用电压表测变阻箱两端电压，用电流表测变阻箱电流，用滑动变阻器调节电路中电流不变，实验电路图如图所示：
；
（2）实验步骤：
①按电路图连接电路．
②将滑动变阻器阻值调到最大值，闭合开关S，调节电阻箱R的阻值适当值为R₁．用电流表A测量电路的电流I₀，用电压表V测量R两端的电压U₁；
③断开开关S，改变电阻箱R的阻值为R₂，闭合开关S，再调节滑动变阻器使电流表的示数仍为I₀，用电压表V测量R两端的电压U₂；
④仿照步骤③，再进行多次实验；
⑤利用公式P=UI，分别计算出几次变阻箱连入不同阻值时消耗的功率P，分析比较P与变阻箱连入阻值关系得结结论．

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，有一定的难度．