Question

10．某物理興趣小組的同學(xué)為了用實(shí)驗(yàn)來探究“電流一定時(shí)，導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”，向?qū)嶒?yàn)室借來了如下實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電阻箱（電路圖符號(hào) ），電壓表、電流表及導(dǎo)線．他們通過實(shí)驗(yàn)完成了探究．
（1）他們經(jīng)過思考，通過測(cè)出電阻箱兩端的電壓和通過的電流，計(jì)算出電阻箱消耗的電功率，從而得到電功率與電阻的關(guān)系．請(qǐng)你畫出他們探究的實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）該小組設(shè)計(jì)了如下的探究步驟，請(qǐng)?zhí)顚懲暾��?br />①連接電路，注意開關(guān)應(yīng)斷開，變阻器滑片P應(yīng)放在阻值最大處；
②將電阻箱調(diào)到某一適當(dāng)阻值，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器滑片P，讀出電阻箱阻值R、電壓表示數(shù)U、電流表的示數(shù)I，并記錄在表格中；
③改變電阻箱為另一適當(dāng)阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值，使電流表示數(shù)與第②步相同，讀出電壓表示數(shù)，并記錄在表格中；
④再次改變電阻箱的阻值，重復(fù)以上步驟．
⑤利用公式P=UI計(jì)算電功率，并記錄在表格中．

Answer 1

分析 （1）電功率、電阻、電流的關(guān)系為P=I²R，研究電功率與電阻的關(guān)系時(shí)，控制電流一定；
（2）探究“電流一定時(shí)，導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”，所以實(shí)驗(yàn)中需調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電路中電流保持不變；為了能使結(jié)論具有普遍性應(yīng)多次實(shí)驗(yàn)．由此完成實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)．

解答 解：
（1）電壓表測(cè)電阻箱兩端電壓，電流表測(cè)電流，電阻箱與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電路圖如下：
；
（2）注意實(shí)驗(yàn)中，因電阻阻值的變化，電路中的電流會(huì)改變，為控制電流一定，應(yīng)通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電路中的電流保持為原來的值不變；
探究步驟：
①連接電路，注意開關(guān)應(yīng)斷開，變阻器滑片P應(yīng)放在阻值最大處；
②將電阻箱調(diào)到某一適當(dāng)阻值，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器滑片P，讀出電阻箱阻值R、電壓表示數(shù)U、電流表的示數(shù)I，并記錄在表格中；
③改變電阻箱為另一適當(dāng)阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值，使電流表示數(shù)與第②步相同，讀出電壓表示數(shù)，并記錄在表格中；
④再次改變電阻箱的阻值，重復(fù)以上步驟；
⑤利用公式P=UI計(jì)算電功率，并記錄在表格中．
故答案為：（1）電路圖見上；（2）③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值，使電流表示數(shù)與第②步相同；電壓表示數(shù)；④再次改變電阻箱的阻值，重復(fù)以上步驟．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究電流一定時(shí)，電功率與導(dǎo)體電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)．主要是考查了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)．注意控制變量法思想的運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)中要牢牢把握電流一定這一不變量；電壓表的作用是測(cè)量電阻箱兩端的電壓，便于用公式P=UI計(jì)算電功率．