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(guān)一個。小剛想利用實驗桌上的器材，設(shè)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(nèi)畫出實驗電路圖。
（2）寫出實驗步驟。
（3）根據(jù)實驗要求，設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。（5分）

Answer 1

（1）實驗電路圖略（1分）；
（2）實驗步驟
①按電路圖連接實驗電路；
②閉合開關(guān)，將滑片滑到某一位置，記錄電壓表與電流表示數(shù)I₁和U₁；
③改變變阻器滑片位置，記錄電壓表與電流表示數(shù)I₂和U₂；
④仿照步驟③再做四次實驗，記錄電壓表與電流表示數(shù)分別為I₃、I₄、I₅、I₆，U₃、U₄ 、U₅ 、U₆。
⑤根據(jù)P=UI分別計算各電壓時的電功率，P₁=U₁I₁；P₂=U₂I₂；P₃=U₃I₃；P₄=U₄I₄ ；P₅=U₅I₅；P₆=U₆I₆；
⑥整理實驗器材。
（3）實驗數(shù)據(jù)記錄表：

U/V
I/A

解析試題分析：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(lián)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(lián)來改變定值電阻兩端的電壓，據(jù)此設(shè)計電路圖。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(shù)據(jù)記在表格中，最后計算定值電阻的功率，分析實驗數(shù)據(jù)。表格應(yīng)包含：每次實驗的電壓值、電流值、電功率等內(nèi)容。
（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(guān)，將滑片滑到某一位置，記錄電壓表與電流表示數(shù)I₁和U₁；
③改變變阻器滑片位置，記錄電壓表與電流表示數(shù)I₂和U₂；
④仿照步驟③再做四次實驗，記錄電壓表與電流表示數(shù)分別為I₃、I₄、I₅、I₆，U₃、U₄、U₅、U₆。
⑤根據(jù)P=UI分別計算各電壓時的電功率，P₁=U₁I₁；P₂=U₂I₂；P₃=U₃I₃；P₄=U₄I₄；P₅=U₅I₅；P₆=U₆I₆；
⑥整理實驗器材。
（3）實驗數(shù)據(jù)記錄表：

U/V
I/A
P/W

考點(diǎn)：此題考查的是驗證定值電阻的電功率與電壓的平方成正比。
點(diǎn)評：本題考查在給定實驗器材、實驗?zāi)康那闆r下，設(shè)計實驗電路、安排實驗步驟、設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表，難度較大，對考生的能力要求較高，是一道難題。