Question

（2013?朝陽區(qū)二模）實(shí)驗桌上有如下實(shí)驗器材：滿足實(shí)驗要求（輸出電壓合適且不變）的電源一個、阻值已知的定值電阻一個，電阻箱一個，滑動變阻器一個，已調(diào)零的電壓表一塊、三個開關(guān)、導(dǎo)線若干．請選用上述實(shí)驗器材，設(shè)計一個實(shí)驗證明：“當(dāng)電阻兩端電壓保持不變時，電阻消耗的電功率與電阻的關(guān)系為P=k/R（k為常量）”．
請你
（1）畫出實(shí)驗電路圖；
（2）寫出實(shí)驗步驟；
（3）畫出實(shí)驗數(shù)據(jù)記錄表．（要求：在實(shí)驗過程中不要拆卸電路）

Answer 1

分析：根據(jù)控制變量法，要使通過電阻兩端的電壓保持不變，必須把電阻箱與滑動變阻器和電流表串聯(lián)起來，然后利用電壓表測出電阻箱兩端的電壓，根據(jù)P=UI分析比較即可．

解答：解：（1）實(shí)驗電路圖：如圖所示；
（2）實(shí)驗步驟：
①按照電路圖連接電路，滑動變阻器接入電路電阻最大，電阻箱接入電路電阻為R．將R和定值電阻的阻值R₀記錄在表格中．

②閉合開關(guān)S₁和S₂，用電壓表測出電阻箱兩端的電壓U₁，將U₁的測量數(shù)據(jù)記錄在表格中．
③閉合開關(guān)S₁和S₃，用電壓表測出電阻箱和定值電阻兩端的電壓U₂．將U₂的測量數(shù)據(jù)記錄在表格中．
④再分別改變5次電阻箱接入的電阻R．閉合開關(guān)S₁和S₂，改變滑動變阻器接入
電路的電阻，使電阻箱兩端的電壓始終為U₁不變．將R的阻值記錄在表格中．
并仿照步驟③，用電壓表測出各次相應(yīng)的U₂，將U₂的測量數(shù)據(jù)記錄在表格中．
⑤利用公式P=U₁I₁=

U1(U2-U1)

R0

和測量數(shù)據(jù)，計算電阻箱的電功率P，將P的數(shù)值記錄在表格中．
（3）實(shí)驗數(shù)據(jù)記錄表格：

R/Ω
R0/Ω
U1/V
U2/V
P/W

點(diǎn)評：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，同時考查學(xué)生根據(jù)題意畫電路圖的能力，并學(xué)會要用所畫的電路圖經(jīng)過實(shí)驗分析得出結(jié)論的能力．