Question

（2013?門頭溝區(qū)二模）實驗桌上有如下器材：符合實驗要求的電源一個、電流表和電壓表各一只、開關(guān)一個、滑動變阻器一個，兩個電阻箱、各種阻值已知的定值電阻和導(dǎo)線若干．要求從實驗桌上選擇適當(dāng)器材，設(shè)計一個實驗證明：“當(dāng)電阻兩端的電壓保持不變時，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成反比”．請畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，并設(shè)計數(shù)據(jù)記錄表格．

Answer 1

分析：根據(jù)實驗要求，要證明：“當(dāng)電阻兩端的電壓保持不變時，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成反比”，所以應(yīng)使電阻兩端的電壓不變，改變電阻的阻值，可以使用電阻箱完成電阻的改變，通過滑動變阻器保持電阻箱兩端的電壓不變根據(jù)要求設(shè)計一個串聯(lián)電路，分別改變電阻箱的電阻，使其兩端的電壓不變，測出對應(yīng)的電流、電壓值，根據(jù)P=UI計算出電功率進(jìn)行分析；
在表格中需有電流、電壓、電阻及功率幾項．

解答：答：電路圖：
實驗步驟：
（1）按電路圖將已調(diào)好的各電路元件連入電路．
（2）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱示數(shù)為R，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電壓表示數(shù)為U，此時電流表示數(shù)為I，將數(shù)據(jù)R、U、I記錄在表格中；
（3）仿照步驟（2），保持電壓表示數(shù)U不變，再做五次，分別將數(shù)據(jù)R、U、I記錄在表格中；
（4）根據(jù)P=UI分別計算出電功率P的值，將數(shù)據(jù)記入表格．
數(shù)據(jù)記錄表格：

電 阻R1/Ω
電 流I/A
電 壓U/V
電功率P/W

點評：此題通過讓學(xué)生設(shè)計實驗驗證電壓不變時，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成反比的結(jié)論，考查了學(xué)生對控制變量法的應(yīng)用及電路中控制電壓不變的方法，同時考查了學(xué)生設(shè)計實驗表格的能力．