Question

實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材：符合實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、電流表和電壓表各一只、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、電阻箱一個(gè)、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干。請(qǐng)你選用上述器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明“當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體的電流保持不變時(shí)，導(dǎo)體消耗的電功率與電阻的關(guān)系為P = kR （k為常量）”。

要求：（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；（2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟；（3）畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。（6分）

 

Answer 1

【答案】

（1）實(shí)驗(yàn)電路圖：如圖所示。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

① 調(diào)節(jié)電壓表、電流表的0點(diǎn)，按電路圖連接電路。

② 斷開開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值。閉合開關(guān)S，適當(dāng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表A的示數(shù)為I，用電壓表V測(cè)量電阻箱R兩端的電壓U，將R、I、U的數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)記錄表中。    

③ 仿照步驟②，分別改變5次電阻箱R的阻值，每次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使

電流表A的示數(shù)仍為I，用電壓表V分別測(cè)量各次相應(yīng)的電壓U，并分別將R、

I、U的數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)記錄表中。

④ 利用公式P=UI，分別計(jì)算出6次電阻箱R消耗的電功率P的數(shù)值，并分別記

錄在實(shí)驗(yàn)記錄表中。

（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：

R/Ω
I/A
U/V
P /W

說(shuō)明：其他解法正確同樣給分。

【解析】

試題分析：要研究“當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體的電流保持不變時(shí)，導(dǎo)體消耗的功率與電阻的關(guān)系”，必須控制電流不變，改變電阻箱的阻值，用滑動(dòng)變阻器來(lái)控制電路中的電流不變；實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出電阻兩端的電壓和電阻中的電流，進(jìn)而求出電阻消耗的電功率，據(jù)此設(shè)計(jì)電路圖和數(shù)據(jù)表格．

（1）實(shí)驗(yàn)中要用電壓表測(cè)量電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)量電阻中的電流，用滑動(dòng)變阻器來(lái)調(diào)節(jié)電路中的電流不變，故設(shè)計(jì)電路如下圖：

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

①按電路圖連接電路．

②閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，測(cè)出電阻R兩端的電壓和其中的電流，根據(jù)P=UI求出電功率；

③再調(diào)節(jié)電阻箱到另一阻值，適當(dāng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表A的示數(shù)不變，讀出此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，根據(jù)P=UI求出電功率；

④分析電阻消耗的電功率和電阻值的關(guān)系．

（3）實(shí)驗(yàn)表格如下：

R/Ω
I/A
U/V
P /W

考點(diǎn)：探究用電器電功率的實(shí)驗(yàn)