Question

實驗桌上有如下實驗器材：穩壓電源一個（電源電壓不作為已知）、阻值已知的定值電阻R₀一個，滑動變阻器一個，電流表、電壓表各一塊，開關一個，導線若干。請選用上述實驗器材設計一個實驗，證明“電源電壓U保持不變時，定值電阻R₀消耗的電功率P₀跟通過它的電流I的關系為： P₀=aI²（a為常數）。畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，并設計實驗數據記錄表。

Answer 1

電路圖

實驗步驟：
（1）將電壓表、電流表調零，按照電路圖連接電路。
（2）閉合開關，調節滑動變阻器，用電流表測出通過電阻R₀的電流I，用電壓表測出R₀兩端的電壓U，并將I、U、R₀的數據記錄在表格中。
（3）仿照步驟（2），分別調節滑動變阻器在不同位置，再做5次實驗，分別測出5組I、U的值并記錄每次的I、U、R₀的數據于表格中。
（4）依據計算出每次R₀的電功率記錄在表格中。
P₀與I關系數據記錄表

I/A
U/V
R/Ω
P0/W

 

試題分析：根據實驗目的可知定值電阻與滑動變阻器串聯，電流表測電路的總電流，電壓表測定值電阻兩端的電壓；調節滑動變阻器的阻值，改變定值電阻兩端的電壓和通過的電流，多次測量，把相應的實驗數據記錄在實驗記錄表中．最后利用功率的公式計算出定值電阻R₀消耗的電功率并記錄在實驗數據記錄表中．
實驗步驟：
（1）將電壓表、電流表調零，按照電路圖連接電路。（2）閉合開關，調節滑動變阻器，用電流表測出通過電阻R₀的電流I，用電壓表測出R₀兩端的電壓U，并將I、U、R₀的數據記錄在表格中。（3）仿照步驟（2），分別調節滑動變阻器在不同位置，再做5次實驗，分別測出5組I、U的值并記錄每次的I、U、R₀的數據于表格中。（4）依據計算出每次R₀的電功率記錄在表格中。₀消耗的電功率P₀跟通過它的電流I的關系。
點評：本題通過作圖、設計實驗步驟和實驗記錄表考查了學生的實驗設計能力，以及通過實驗驗證了電功率計算式的正確性，加強了學生對公式的理解和掌握．