Question

设计实验证明，当电阻一定时，电阻消耗的电功率与电流的平方成正比．
（1）画出实验电路图．
（2）写出主要实验步骤．

Answer 1

答：（1）探究“当电阻保持不变时，该电阻消耗的电功率与通过该电阻电流的平方成正比”，可用电流表测流过定值电阻的电流，用滑动变阻器改变电路电流；实验可选用：电源、开关、滑动变阻器、电流表组成串联电路，电路图如图所示．

（2）实验步骤：
①滑动变阻器滑片位于某一位置，电流表示数为I₁，电压表示数为U₁；
②改变滑片到另一位置，电流表示数为I₂，电压表示数为U₂；
③仿照步骤②，改变四次滑片位置，测出各次的电流与电压值，I₃、I₄、I₅、I₆，U₃、U₄、U₅、U₆．
④将个数据计入表格，算出 I₁²、I₂²、I₃²、I₄²、I₅²、I₆²．
⑤计算出各次的电功率：P₁=U₁ I₁，P₂=U₂ I₂ P₃=U₃ I₃，P₄=U₄ I₄
P₅=U₅ I₅，P₆=U₆ I₆．
⑥整理实验器材
分析：根据要求，若要验证“当电阻不变时，电功率跟电流的平方成正比”，则需保持电阻的阻值不变，改变电路中的电流，所以电路中需有滑动变阻器，根据伏安法测出电阻两端的电压，由公式P=UI计算出电阻的功率，根据几组数据进行比较便可得出结论；
实验表格中需有电流、电压、电阻、电流的平方、电功率几项内容．
点评：此题考查了学生对实验的设计，在设计实验时，要搞清实验目的，并注意控制变量法的应用，确定需控制的量、需改变的量及需测量的量．