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.
【答案】
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.