Question

实验桌上有如下器材：满足实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个、电阻箱（在电路图中符号为）一个、开关一个、导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表格。

Answer

实验电路图如图所示。（1分）

实验步骤：（4分）

（1）将电压表、电流表调零，断开开关，按电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处；

（2）调节电阻箱的阻值为R1，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片调至适当位置，读出电流表A的示数I，电压表V的示数U1，将I、R1和U1记录在实验数据记录表中；

（3）断开开关S，调节电阻箱的阻值为R2，再闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数仍为I，读出电压表V的示数U２，将R2和U2记录在实验数据记录表中； 

（4）仿照步骤（3），分别改变4次电阻箱的阻值，用电压表V分别测量相应的电压大小，并分别将相对应的R3、R4、R5、R6和U3、U4、U5、U6的数据记录在实验数据记录表中；

（5）利用公式，分别计算出电阻消耗的6次电功率，并分别记录在实验数据记录表中。

实验数据记录表（1分）

【解析】

试题分析：（1）由于电阻箱阻值可以调节且阻值可以直接读出，所以电阻箱可作为被测电阻使用；电阻箱阻值改变时可调节滑动变阻器阻值，使电路电流保持不变，因此电阻箱与滑动变阻器要串联接入电路；电流表串联接入电路，测流过电阻箱的电流；电压表与电阻箱并联，测电阻箱两端电压；据此画出实验原理图；

（2）根据实验目的及实验常识合理安排实验步骤；

（3）实验数据记录表应包括：电压、电流、电阻、功率、实验次数等内容．

（1）实验电路图：

电源、开关、滑动变阻器、电阻箱、电流表串联接入电路，

电压表与电阻箱并联，电路图如图所示；

（2）实验步骤：

①对电压表与电流表进行机械调零，使电压表、电流表指针指在零刻线位置；

断开开关S，按照电路图连接实验电路，调节滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值；②闭合开关S，调节电阻箱阻值为R1，移动滑动变阻器滑片P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和U1记录在表格中；        

③调节电阻箱阻值为R2，移动滑动变阻器滑片P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③，再做4次，把数据R3-R6和U3-U6记录在表格中；

⑤根据公式P=IU及I、U的数据计算出电阻箱的电功率P1-P6，并把数据记录在表格中；

（3）实验记录表格：

根据实验需要记录的数据，设计实验数据记录表如下表所示；

1

2

3

4

5

6

U/V

I/A

R/Ω

P/W

考点：验证电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比