Question

實(shí)驗(yàn)桌上提供了如下器材：電源一個(gè)（電源電壓6V恒定）、阻值為10Ω的定值電阻器一只；“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器一個(gè)；量程為0-3V和0-15V的電壓表一只；量程為0-0.6A和0-3A的電流表一只；開(kāi)關(guān)一個(gè)．小剛想利用實(shí)驗(yàn)桌上的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“定值電阻的電功率與電壓的平方成正比”．
（1）在虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖
（2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟
（3）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，電壓表的量程選用“0-3V”，電流表的量程應(yīng)選用______．請(qǐng)將你設(shè)定的電壓值填入表格中．

電壓/V
電流/A

Answer 1

【答案】分析：（1）用一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證“定值電阻的電功率與電壓的平方成正比”，可把定值電阻與電流表串聯(lián)在電路中，用電壓表測(cè)出定值電阻兩端的電壓，用滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)來(lái)改變定值電阻兩端的電壓，據(jù)此設(shè)計(jì)電路圖．
（2）做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先按實(shí)驗(yàn)的原理圖連接實(shí)物圖，用電流表測(cè)電流，電壓表測(cè)出定值阻值兩端的電壓，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，再多測(cè)幾組數(shù)據(jù)記在表格中，最后計(jì)算定值電阻的功率，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
（3）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出電路的最大電流，根據(jù)該電流值確定電流表量程；電壓表量程是0～3V，電阻兩端電壓不能大于電壓表量程3V，合理設(shè)置電阻兩端電壓，進(jìn)行多次測(cè)量．
解答：解：（1）伏安法驗(yàn)證“定值電阻的電功率與電壓的平方成正比”的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
故答案為：電路圖如右圖所示．
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①按電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路；
②閉合開(kāi)關(guān)，將滑片滑到某一位置，
記錄電壓表與電流表示數(shù)I₁和U₁；
③改變變阻器滑片位置，記錄電壓表與電流表示數(shù)I₂和U₂；
④仿照步驟（2）再做四次實(shí)驗(yàn)，記錄電壓表與電流表示數(shù)分別為I₃  I₄  I₅  I₆  U₃  U₄ U₅ U₆；
⑤根據(jù)P=UI分別計(jì)算各電壓時(shí)的電功率，P₁=U₁I₁；P₂=U₂I₂；
P₃=U₃I₃；P₄=U₄I₄；P₅=U₅I₅；P₆=U₆I₆；
⑥整理實(shí)驗(yàn)器材．
（3）滑動(dòng)變阻器接入電路電阻為零時(shí)，電路電流最大，為你I===0.3A＜0.6A，則電流表應(yīng)選擇0～0.6A量程；表格如下所示．
故答案為：0～0.6A；表格如下表所示．

電壓/V	2	2.2	2.4	2.6	2.8	3
電流/A

點(diǎn)評(píng)：本題考查在給定實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)?zāi)康那闆r下，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、安排實(shí)驗(yàn)步驟、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表，難度較大，對(duì)考生的能力要求較高，是一道難題．