Question

10．某物理兴趣小组的同学为了用实验来探究“电流一定时，导体消耗的电功率与导体电阻的关系”，向实验室借来了如下实验器材：电源、开关、滑动变阻器、电阻箱（电路图符号 ），电压表、电流表及导线．他们通过实验完成了探究．
（1）他们经过思考，通过测出电阻箱两端的电压和通过的电流，计算出电阻箱消耗的电功率，从而得到电功率与电阻的关系．请你画出他们探究的实验电路图．
（2）该小组设计了如下的探究步骤，请填写完整：
①连接电路，注意开关应断开，变阻器滑片P应放在阻值最大处；
②将电阻箱调到某一适当阻值，闭合开关，调节变阻器滑片P，读出电阻箱阻值R、电压表示数U、电流表的示数I，并记录在表格中；
③改变电阻箱为另一适当阻值，调节滑动变阻器阻值，使电流表示数与第②步相同，读出电压表示数，并记录在表格中；
④再次改变电阻箱的阻值，重复以上步骤．
⑤利用公式P=UI计算电功率，并记录在表格中．

Answer 1

分析 （1）电功率、电阻、电流的关系为P=I²R，研究电功率与电阻的关系时，控制电流一定；
（2）探究“电流一定时，导体消耗的电功率与导体电阻的关系”，所以实验中需调节滑动变阻器使电路中电流保持不变；为了能使结论具有普遍性应多次实验．由此完成实验步骤的设计．

解答 解：
（1）电压表测电阻箱两端电压，电流表测电流，电阻箱与滑动变阻器串联，电路图如下：
；
（2）注意实验中，因电阻阻值的变化，电路中的电流会改变，为控制电流一定，应通过移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流保持为原来的值不变；
探究步骤：
①连接电路，注意开关应断开，变阻器滑片P应放在阻值最大处；
②将电阻箱调到某一适当阻值，闭合开关，调节变阻器滑片P，读出电阻箱阻值R、电压表示数U、电流表的示数I，并记录在表格中；
③改变电阻箱为另一适当阻值，调节滑动变阻器阻值，使电流表示数与第②步相同，读出电压表示数，并记录在表格中；
④再次改变电阻箱的阻值，重复以上步骤；
⑤利用公式P=UI计算电功率，并记录在表格中．
故答案为：（1）电路图见上；（2）③调节滑动变阻器阻值，使电流表示数与第②步相同；电压表示数；④再次改变电阻箱的阻值，重复以上步骤．

点评 本题是探究电流一定时，电功率与导体电阻的关系的实验．主要是考查了实验的设计．注意控制变量法思想的运用，实验中要牢牢把握电流一定这一不变量；电压表的作用是测量电阻箱两端的电压，便于用公式P=UI计算电功率．