Question

實驗桌上有如下實驗器材：符合實驗要求的電源1個，已調好的電壓表、電流表各一塊，滑動變阻器、阻值已知的定值電阻R₀各1個，開關1個，導線若干．請設計一個實驗來驗證：當導體的電阻一定時，該電阻消耗的電功率與該電阻兩端電壓的平方成正比
（1）電路圖；
（2）實驗步驟；
（3）設計表格．

Answer 1

解：（1）電源、開關、定值電阻、滑動變阻器、電流表組成串聯(lián)電路，電壓表與定值電阻并聯(lián)組成電路，電路圖如圖所示；
故答案為：電路圖如圖所示．
（2）實驗步驟：①按電路圖連接電路．
②閉合開關，調節(jié)滑動變阻器R′．用電流表A測量通過電阻R₀的電流I，用電壓表測量R₀兩端的電壓U，并將I、U的數(shù)據(jù)記錄在實驗數(shù)據(jù)記錄表中．
③仿照步驟②，分別改變5次滑動變阻器R′的阻值，用電流表A分別測量通過電阻R₀的電流I，用電壓表分別測量R₀兩端的電壓U，并分別將測量數(shù)據(jù)記錄在實驗數(shù)據(jù)記錄表中．
④將U的值代入U²并進行計算，根據(jù)P=UI分別計算每次R₀的電功率P，并記錄U²和P的數(shù)值
⑤分析實驗數(shù)據(jù)，得出結論．
（3）實驗數(shù)據(jù)記錄表如下表所示：

I/A
U/V
U2/V2
P/W

分析：（1）探究電阻不變時，電阻消耗的電功率與該電阻兩端電壓的平方成正比，可選用：
電源、開關、定值電阻、滑動變阻器、電流表組成串聯(lián)電路，電壓表與定值電阻并聯(lián)組成電路，進行實驗．
（2）用電流表測流過電阻的電流，電壓表測定值電阻兩端的電壓，改變滑動變阻器阻值，
改變定值電阻的兩端的電壓，記錄電壓值；最后根據(jù)公式P=判斷功率與電壓平方的關系．
（3）記錄數(shù)據(jù)的表格應包括：I、U、U²、P實驗次數(shù)等內容．
點評：本題考查了實驗電路設計、實驗步驟設計、設計數(shù)據(jù)記錄表格，有一定難度，知道實驗目的、實驗原理是解題的關鍵．