Question

（2010?懷柔區(qū)二模）實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材：穩(wěn)壓電源（6V）一個(gè)、電流表（量程0-0.6A）和電壓表（量程0-15V）各一只、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器（銘牌“50?1A”）、阻值為5?、6?、8?、12?、15?、20?的定值電阻（不考慮溫度對(duì)電阻的影響）各一個(gè)和導(dǎo)線若干．請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)電壓保持不變時(shí)，電阻消耗的電功率與該電阻阻值成反比”．要求：
（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖：
（2）簡(jiǎn)明陳述實(shí)驗(yàn)步驟：
（3）請(qǐng)根據(jù)你的實(shí)驗(yàn)步驟畫(huà)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：

Answer 1

分析：根據(jù)控制變量法，要使通過(guò)電阻兩端的電壓保持不變，必須把定值電阻與滑動(dòng)變阻器和電流表串聯(lián)起來(lái)，然后利用電壓表測(cè)出定值兩端的電壓，根據(jù)P=UI分析比較即可．

解答：答（1）實(shí)驗(yàn)電路圖：

（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟：
①如圖所示連接電路，將R₁的數(shù)據(jù)記錄在表格中．
②閉合開(kāi)關(guān)，用調(diào)好的電流表測(cè)出通過(guò)R₁的電流I₁的數(shù)據(jù)，用調(diào)好的電壓表測(cè)出R₁兩端電壓U的數(shù)據(jù)，并記錄在表格中．
③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將定值電阻R₁換為R₂，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值，使得定值電阻R₂兩端的電壓仍為U，讀出R₂和通過(guò)R₂的電流I的數(shù)據(jù)，并記錄在表格中．
④仿照③再做4次，分別讀出R₃、R₄、R₅、R₆和通過(guò)R₃、R₄、R₅、R₆的電流I₃、I₄、I₅、I₆的數(shù)據(jù)，并記錄在表格中．
⑤根據(jù)P=UI分別計(jì)算出定值電阻的功率P₁、P₂、P₃、P₄、P₅、P₆，并記錄在表格中．
或：
①如圖所示連接電路，每個(gè)定值電阻用R表示，通過(guò)R的電流用I表示，R兩端的電壓用U表示，將R的數(shù)據(jù)記錄在表格中．
②閉合開(kāi)關(guān)，用調(diào)好的電流表測(cè)出I的數(shù)據(jù)，用調(diào)好的電壓表測(cè)出U的數(shù)據(jù)，并分別記錄在表格中．
③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將定值電阻R₁換為R₂，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值，使得定值電阻R₂兩端的電壓仍為U，讀出通過(guò)R₂的電流I的數(shù)據(jù)，并記錄在表格中．
④仿照③再4次，分別讀出I的數(shù)據(jù)，并記錄在表格中．
⑤每個(gè)定值電阻的電功率用P表示，根據(jù)P=UI分別計(jì)算出每個(gè)定值電阻的功率，并記錄在表格中．
（3）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表．

R/Ω
U/V
I/A
P/W

點(diǎn)評(píng)：本題考查控制變量法的正確使用和電功率公式的靈活應(yīng)用，同時(shí)考查學(xué)生根據(jù)題意畫(huà)電路圖的能力，并學(xué)會(huì)要用所畫(huà)的電路圖經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出結(jié)論的能力．