Question

实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关一个、阻值已知的定值电阻若干（阻值不同）和导线若干。要求：从实验桌上选择适当器材，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”。

（1）请画出实验电路图；

（2）写出主要实验步骤；

（3）设计出实验数据记录表。

Answer

（1）

（2）实验步骤：

①按电路图将电流表、电压表和六个阻值不同的电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6接入电路中，并把这六个电阻的阻值记录在表格中；

②闭合开关S，测出R1两端的电压和通过R1的电流，并把数据记录在表格中；

③断开开关S，把电压表并联在R2两端，仿照步骤②，测出R2两端的电压和通过R2的电流，并把数据记录在表格中；

④仿照步骤③，分别测出电阻R3、R4、R5、R6两端的电压和相应的电流，并把数据记录在表格中；

⑤利用公式P=UI分别计算出R1、R2、R3、R4、R5和R6消耗的电功率，并把数据记录在表格中。

（3）实验数据记录表

R/Ω

U/V

I/A

P/W

【解析】

试题分析：（1）为了让通过电阻的电流保持不变，可以利用串联电路电流处处相等的特点，让各阻值不同的电阻串联接入电路，用电流表测电路电流，用电压表分别测量各电阻电压并记录各电压值，然后由P=UI比较功率大小，从而得出结论；据此设计电路如图：

．

（2）根据上面的分析设计实验步骤：

①按电路图将电流表、电压表和六个阻值不同的电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6接入电路中，并把这六个电阻的阻值记录在表格中；

②闭合开关S，测出R1两端的电压和通过R1的电流，并把数据记录在表格中；

③断开开关S，把电压表并联在R2两端，仿照步骤②，测出R2两端的电压和通过R2的电流，并把数据记录在表格中；

④仿照步骤③，分别测出电阻R3、R4、R5、R6两端的电压和相应的电流，并把数据记录在表格中；

⑤利用公式P=UI分别计算出R1、R2、R3、R4、R5和R6消耗的电功率，并把数据记录在表格中。

（3）实验数据表格应包括电阻阻值、电阻两端的电压值、流过电路的电流、各电阻的功率，由电阻的个数确定表格的列数．实验数据记录表如下：

R/Ω

U/V

I/A

P/W

考点：探究用电器的电功率实验