Question

10．实验桌上有如下器材：满足实验要求的电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱（电路图符号）和开关各一个，导线若干．请利用实验桌上的器材设计实验证明；“当通过导体的电流一定时，导体的电阻越大，导体消耗的电功率越大．”
（1）在右侧虚线框中画出实验电路图；
（2）写出实验步骤；
（3）设计实验数据记录表格．

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把滑动变阻器滑片移到阻值最大处；断开开关S，按照电路图连接实验电路；
②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，读出电流表的示数I、电压表的示数U₁，并把数据I、R₁和U₁记录在表格中；                        
③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电流表示数仍为I，读出电压表的示数U2，并把数据R₂和U₂记录在表格中；
④仿照步骤②，再做4次实验，把电阻箱的阻值R和电压表示数U的每次数据记录在表格中；          
⑤根据表格中的数据，利用公式P=UI计算出6次电阻箱消耗的电功率P，并把数据记录在表格中．
（3）实验数据记录表：

I/A
R/Ω
U/V
P/W

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．