Question

實驗桌上提供了如下器材：符合實驗要求的電源一個、定值電阻R₀一只、滑動變阻器一個、量程滿足實驗要求的電壓表、電流表各一只；開關一個．小剛想利用實驗桌上的器材，設計一個實驗證明：“定值電阻的電功率與電壓的平方成正比”．
（1）在答題卡中的虛線框內畫出實驗電路圖．
（2）寫出實驗步驟．
（3）根據實驗要求，設計一個記錄實驗數據的表格．

Answer 1

分析：（1）用一個電壓表、一個電流表做實驗，驗證“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在電路中，用電壓表測出定值電阻兩端的電壓，用滑動變阻器與定值電阻串聯來改變定值電阻兩端的電壓，據此設計電路圖．
（2）做實驗時，先按實驗的原理圖連接實物圖，用電流表測電流，電壓表測出定值阻值兩端的電壓，改變滑動變阻器的阻值，再多測幾組數據記在表格中，最后計算定值電阻的功率，分析實驗數據．
（3）表格應包含：每次實驗的電壓值、電流值、電功率等內容．

解答：解：（1）實驗電路圖；

（2）實驗步驟：
①按電路圖連接實驗電路；
②閉合開關，將滑片滑到某一位置，記錄電壓表與電流表示數I₁和U₁；
③改變變阻器滑片位置，記錄電壓表與電流表示數I₂和U₂；
④仿照步驟③再做2次實驗，記錄電壓表與電流表示數分別為I₃、I₄，U₃、U₄．
⑤根據P=UI分別計算各電壓時的電功率，P₁=U₁I₁；P₂=U₂I₂；P₃=U₃I₃；P₄=U₄I₄；
⑥整理實驗器材．
（3）實驗數據記錄表：

U/V
I/A
P/w

點評：本題考查在給定實驗器材、實驗目的情況下，設計實驗電路、安排實驗步驟、設計實驗數據記錄表，難度較大，對考生的能力要求較高，是一道難題．