Question

3．實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材：滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源、阻值已知的定值電阻若干、滑動變阻器、已調(diào)零的電流表和電壓表各一塊、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．請選用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)定值電阻兩端的電壓保持不變，通過定值電阻的電流I和定值電阻的阻值R的關(guān)系為：I=$\frac{K}{R}$（K為常數(shù)）”．請你畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；寫出實(shí)驗(yàn)步驟；畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表．

Answer 1

分析 ①因要求電阻的電壓不變，所以電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端，將電流表與變阻器與定值電阻串聯(lián)接入電路中；
②將3個(gè)不同的電阻分別串聯(lián)接入電路中，移動滑片使電壓表示數(shù)保持不變，記下對應(yīng)的電流大小，比較電阻與電流的乘積大��；
③欄目分實(shí)驗(yàn)次數(shù)、電阻大小、電流大小及電阻與電流的乘積．

解答 解：①因控制定值電阻的電壓保持不變，所以電壓表要并聯(lián)在定值電阻的兩端，電流表與定值電阻串聯(lián)，為得出具有普遍性的結(jié)論，應(yīng)多次測量，所以應(yīng)將變阻器串聯(lián)在電路中，如下圖所示：


②a如上圖連接電路，接入電路的定值電阻為R₁，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移動到最右端，閉合開關(guān)，移動滑片，記下電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I₁；
b斷開開關(guān)，換上另一個(gè)定值電阻R₂后，將滑片移動到最右端，閉合開關(guān)，移動滑片，使電壓表示數(shù)保持與上次相同，記下電流表的示數(shù)I₂；
c重復(fù)上面的步驟，換上第3個(gè)定值電阻R₃，閉合開關(guān)，移動滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)I₃；
d比較3次實(shí)驗(yàn)中電阻大小與對應(yīng)的電流大小的乘積，從而驗(yàn)證：當(dāng)定值電阻兩端的電壓保持不變，通過定值電阻的電流I和定值電阻的阻值R的關(guān)系為：I=$\frac{K}{R}$（K為常數(shù)）．
③實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電阻R大小/Ω	電流I大小/A	RI之積/Ω•A
1
2
3

故答案為：①電路圖如上圖所示；
②a如上圖連接電路，接入電路的定值電阻為R₁，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移動到最右端，閉合開關(guān)，移動滑片，記下電壓表示數(shù)U和電流表示I₁；
b斷開開關(guān)，將滑片移動到最右羰，換上另一個(gè)定值電阻R₂后，閉合開關(guān)，移動滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)I₂；
c重復(fù)上面的步驟，換上第3個(gè)定值電阻R₃，閉合開關(guān)，移動滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)I₃；
d比較3次實(shí)驗(yàn)中電阻大小與對應(yīng)的電流大小的乘積，從而驗(yàn)證：當(dāng)定值電阻兩端的電壓保持不變，通過定值電阻的電流I和定值電阻的阻值R的關(guān)系為：I=$\frac{K}{R}$（K為常數(shù)）．
③如上表所示．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力、數(shù)據(jù)處理、及設(shè)及實(shí)驗(yàn)表格的能力，根據(jù)要求設(shè)計(jì)出電路圖是關(guān)鍵．