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、開關(guān)一個(gè)、阻值已知的定值電阻若干（阻值不同）和導(dǎo)線若干。要求：從實(shí)驗(yàn)桌上選擇適當(dāng)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)通過電阻的電流保持不變時(shí)，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成正比”。
（1）請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟；
（3）設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。

Answer 1

（1）

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①按電路圖將電流表、電壓表和六個(gè)阻值不同的電阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆接入電路中，并把這六個(gè)電阻的阻值記錄在表格中；
②閉合開關(guān)S，測(cè)出R₁兩端的電壓和通過R₁的電流，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中；
③斷開開關(guān)S，把電壓表并聯(lián)在R₂兩端，仿照步驟②，測(cè)出R₂兩端的電壓和通過R₂的電流，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中；
④仿照步驟③，分別測(cè)出電阻R₃、R₄、R₅、R₆兩端的電壓和相應(yīng)的電流，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中；
⑤利用公式P=UI分別計(jì)算出R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆消耗的電功率，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。
（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

R/Ω
U/V
I/A
P/W

試題分析：（1）為了讓通過電阻的電流保持不變，可以利用串聯(lián)電路電流處處相等的特點(diǎn)，讓各阻值不同的電阻串聯(lián)接入電路，用電流表測(cè)電路電流，用電壓表分別測(cè)量各電阻電壓并記錄各電壓值，然后由P=UI比較功率大小，從而得出結(jié)論；據(jù)此設(shè)計(jì)電路如圖：
．
（2）根據(jù)上面的分析設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：
①按電路圖將電流表、電壓表和六個(gè)阻值不同的電阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆接入電路中，并把這六個(gè)電阻的阻值記錄在表格中；
②閉合開關(guān)S，測(cè)出R₁兩端的電壓和通過R₁的電流，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中；
③斷開開關(guān)S，把電壓表并聯(lián)在R₂兩端，仿照步驟②，測(cè)出R₂兩端的電壓和通過R₂的電流，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中；
④仿照步驟③，分別測(cè)出電阻R₃、R₄、R₅、R₆兩端的電壓和相應(yīng)的電流，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中；
⑤利用公式P=UI分別計(jì)算出R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆消耗的電功率，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。
（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格應(yīng)包括電阻阻值、電阻兩端的電壓值、流過電路的電流、各電阻的功率，由電阻的個(gè)數(shù)確定表格的列數(shù)．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表如下：

R/Ω
U/V
I/A
P/W

考點(diǎn)：