Question

实验桌上有如下符合实验要求的实验器材：电源1个、开关1个、已调零的电压表、电流表各1块，已知阻值且不等的定值电阻6只，导线若干．请利用上述实验器材，设计一个实验证明：当电压一定时，电阻的电功率与电阻成反比．
（1）请你画出实验电路图．
（2）写出主要实验步骤．
（3）画出实验数据记录表．

Answer 1

解：（1）各电阻及电压表并联，电流表串联在各待测电阻支路中，设计电路如图所示．
（2）主要实验步骤：①按电路图连接实验电路．
②闭合开关，读出电压表V的示数为U，电流表A的示数为I₁，将U、I₁、R₁记在表格中．
③断开开关，将电流表与电阻R₂串联，闭合开关，读出电流表A的示数为I₂，将U、I₂、R₂记在表格中．
④仿照步骤③再做四次实验，用电流表A分别测出其余四个支路的电流I，并将电压U、电流I电阻R记在表格中．
⑤根据P=UI计算出各电阻的功率，并记在表格中．

R/Ω
U/V
I/A
P/W

分析：（1）研究电压一定时，电功率与电阻的关系，需控制电压相同，所以可设计这些电阻并联，用伏安法测出它们的功率．
也就是用电压表测出电路电压，用电流表测出各支路电流，然后由P=UI比较功率大小，从而得出结论；据此设计电路．
（2）根据（1）的实验原理设计实验步骤；
（3）实验数据表格应包括电阻阻值、电阻两端的电压值、流过电路的电流、各电阻的功率，由电阻的个数确定表格的列数．
点评：本题是一道实验题，知道实验目的、根据实验的原理是“设计实验电路，合理安排实验步骤，设计符合实验记录要求的表格”的前提与关键．说明：在各次实验中，始终保持6只电阻并联．