题目内容
实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源、滑动变阻器和电流表各一个，装有适量煤油的保温容器一个（容器内部封装有电阻不变的加热电阻丝R，R通过导线与接线柱相连，容器盖上安装有温度计，如图1所示），开关一个，秒表一个，导线若干．使用上述器材，设计实验证明：“在煤油没有沸腾的条件下，当煤油的质量和加热电阻丝的电阻一定时，每加热60s时间，煤油升高的温度△t与通过电阻丝的电流的平方I2成正比”．（1）在图2虚框中画出实验电路图（在电路图中，整个保温容器只需画出其中的加热电阻丝R，用电阻符号代替）；
（2）写出实验步骤；
（3）设计实验数据记录表格．
【答案】分析：（1）探究“在煤油没有沸腾的条件下，当煤油的质量和加热电阻丝的电阻一定时，每加热60s时间，煤油升高的温度△t与通过电阻丝的电流的平方I2成正比”，则需要测量的物理量有：升高的温度△t与通过电阻丝的电流I，则电路应是由电源、开关、滑动变阻器、电流表和加热电阻丝R组成．
（2）利用电流表测流过电阻的电流，改变滑动变阻器阻值，改变流过电阻的电流，记录电流值和每加热60s时间时升高的温度△t；最后根据数据判断升高的温度△t与通过电阻丝的电流的平方I2的关系．
（3）记录数据的表格应包括：I、I2、I2R、实验次数等内容．
解答：
解：（1）探究“在煤油没有沸腾的条件下，当煤油的质量和加热电阻丝的电阻一定时，每加热60s时间，煤油升高的温度△t与通过电阻丝的电流的平方I2成正比”，可用电流表测流过定值加热电阻丝的电流，用滑动变阻器改变电路电流；则将电源、开关、滑动变阻器、电流表和加热电阻丝组成串联电路，电路图如图所示．
（2）实验步骤：
①按照电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端；
②经检查电路无误后，闭合开关，调节滑动变阻器，读出温度计的示数t和电流表的示数I1，将实验数据记入表格中；
③加热60s时间，读出温度计的示数t1，将实验数据记入表格中；
④移动滑片，改变滑动变阻器接入电路的阻值，读出电流表的示数为I2，再加热60s时间，读出温度计的示数t2，
⑤仿照步骤④，改变变阻器的阻值，分别读出通过加热电阻丝R的电流分别为I3、I4、I5，温度计示数t3、t4、t5，
将数据记入表格中．
⑥处理实验数据，得出结论．
（3）记录实验数据的表格如下表所示．
点评：本题考查了实验电路设计、实验步骤设计、设计数据记录表格，有一定难度，知道实验目的、实验原理是解题的关键．
（2）利用电流表测流过电阻的电流，改变滑动变阻器阻值，改变流过电阻的电流，记录电流值和每加热60s时间时升高的温度△t；最后根据数据判断升高的温度△t与通过电阻丝的电流的平方I2的关系．
（3）记录数据的表格应包括：I、I2、I2R、实验次数等内容．
解答：
解：（1）探究“在煤油没有沸腾的条件下，当煤油的质量和加热电阻丝的电阻一定时，每加热60s时间，煤油升高的温度△t与通过电阻丝的电流的平方I2成正比”，可用电流表测流过定值加热电阻丝的电流，用滑动变阻器改变电路电流；则将电源、开关、滑动变阻器、电流表和加热电阻丝组成串联电路，电路图如图所示．（2）实验步骤：
①按照电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端；
②经检查电路无误后，闭合开关，调节滑动变阻器，读出温度计的示数t和电流表的示数I1，将实验数据记入表格中；
③加热60s时间，读出温度计的示数t1，将实验数据记入表格中；
④移动滑片，改变滑动变阻器接入电路的阻值，读出电流表的示数为I2，再加热60s时间，读出温度计的示数t2，
⑤仿照步骤④，改变变阻器的阻值，分别读出通过加热电阻丝R的电流分别为I3、I4、I5，温度计示数t3、t4、t5，
将数据记入表格中．
⑥处理实验数据，得出结论．
（3）记录实验数据的表格如下表所示．
| I（A） | I2（A2） | t（℃） | t（℃） | △t（℃） | |
| 1 | |||||
| 2 | |||||
| 3 | |||||
| 4 | |||||
| 5 |
点评：本题考查了实验电路设计、实验步骤设计、设计数据记录表格，有一定难度，知道实验目的、实验原理是解题的关键．
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