Question

张姗姗同学为了探究电流通过电阻做的功与通过该电阻的电流平方成正比，选择了以下器材：符合实验要求的电流表、电压表各一块、阻值不同的定值电阻、滑动变阻器一个、电源、开关秒表各一个、导线若干．
（1）请你利用以上器材帮助设计实验电路，在虚框中画出实验电路图．
（2）写出简单实验步骤．
（3）设计实验记录表格．

Answer 1

解：（1）定值电阻与滑动变阻器串联，电压表与定值电阻并联测电压，电流表与灯泡串联测电流，开关串联在电路中控制电路，如下图所示：

（2）①根据电路图连接电路；
②闭合开关S，调节滑动变阻器R₂为适当阻值．读出电压表、电流表的示数U、I和通电时间t并记入表格，断开开关；
③闭合开关S，调节滑动变阻器R₂至另一适当阻值，使通电时间仍为t．读出电压表、电流表的示数U、I和通电时间t并记入表格，断开开关；
④仿照步骤③再做4次；
⑤计算I²、利用公式W=UIt计算各次电功W，并记入表格．
（3）实验表格：

U/V
I/A
t/s
I2/A2
W/J

分析：（1）探究电阻不变时，电流通过电阻做的功与通过该电阻的电流平方成正比，可选用：电源、开关、滑动变阻器、电压表、电流表组成串联电路，进行实验．
（2）利用电流表测流过电阻的电流，利用电压表测出电阻两端的电压，改变滑动变阻器阻值，改变流过电阻的电流，记录电流、电压值；最后根据公式W=UIt判断电功与电流平方的关系．
（3）记录数据的表格应包括：U、t、I²、W、实验次数等内容．
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．