Question

1．實(shí)驗(yàn)桌上有已調(diào)好的電壓表、電阻箱（符號(hào)）、滑動(dòng)變阻器、符合實(shí)驗(yàn)要求的恒壓電源各一個(gè)，阻值已知的定值電阻R₀，開(kāi)關(guān)三個(gè)，導(dǎo)線若干．請(qǐng)選用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)電阻兩端電壓不變時(shí)，電阻消耗的功率與電阻的關(guān)系為P=$\frac{k}{R}$（k為定值）”．
要求：（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟；
（3）畫(huà)出數(shù)據(jù)記錄表．（實(shí)驗(yàn)時(shí)不可拆卸電路）

Answer 1

分析 根據(jù)控制變量法，要使通過(guò)電阻兩端的電壓保持不變，必須把電阻箱與滑動(dòng)變阻器和電流表串聯(lián)起來(lái)，然后利用電壓表測(cè)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(yàn)電路圖如圖所示：

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①按照電路圖連接電路，將滑動(dòng)變阻器接入電路阻值調(diào)到最大，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(kāi)關(guān)S₁和S₂，用電壓表測(cè)出電阻箱兩端的電壓U₁，將U₁的測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中．
③閉合開(kāi)關(guān)S₁和S₃，用電壓表測(cè)出電阻箱和定值電阻兩端的電壓U₂．將U₂的測(cè)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(kāi)關(guān)S₁和S₂，改變滑動(dòng)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(cè)出各次相應(yīng)的U₂，將U₂的測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中．
⑤利用公式P=U₁I₁=$\frac{{U}_{1}（{U}_{2}-{U}_{1}）}{{R}_{0}}$和測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)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(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格：

R/Ω
R0/Ω
U1/V
U2/V
P/W

點(diǎn)評(píng) 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(shí)考查學(xué)生根據(jù)題意畫(huà)電路圖的能力，并學(xué)會(huì)要用所畫(huà)的電路圖經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出結(jié)論的能力．