Question

2．實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材：滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、已調(diào)零的電流表和電壓表各一塊、開(kāi)關(guān)一個(gè)、各種阻值已知的定值電阻和導(dǎo)線若干．請(qǐng)你利用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)通過(guò)電阻的電流保持不變時(shí)，電阻越大電阻消耗的電功率越多”．
要求：（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟；
（3）設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表．

Answer 1

分析 （1）讓各阻值不同的電阻串聯(lián)接入電路，用電流表測(cè)電路電流，用電壓表分別測(cè)量各電阻電壓并記錄各電壓值，然后由P=UI比較功率大小，從而得出結(jié)論；據(jù)此設(shè)計(jì)電路；
（2）根據(jù)（1）的實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟；
（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格應(yīng)包括電阻阻值、電阻兩端的電壓值、流過(guò)電路的電流、各電阻的功率，由電阻的個(gè)數(shù)確定表格的列數(shù)．

解答 解：（1）各電阻串聯(lián)與電流表串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在待測(cè)電阻兩端，電路圖如圖所示：

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①按電路圖連接電路．
將R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆這六個(gè)電阻的阻值記錄在表格中．
②閉合開(kāi)關(guān)S，用電流表測(cè)量電路中的電流I，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中．
③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，把電壓表依次并聯(lián)在電阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆兩端，閉合開(kāi)關(guān)S，
用電壓表依次測(cè)量它們兩端的電壓U₁、U₂、U₃、U₄、U₅和U₆，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中．
④利用公式P=UI和測(cè)量數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出6個(gè)電阻消耗的電功率P₁、P₂、P₃、P₄、P₅和P₆，將計(jì)算結(jié)果記錄在表格中．
（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表如下所示：

R/Ω
I/A
U/V
P/W

故答案為：（1）見(jiàn)上圖；
（2）①按電路圖連接電路．
將R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆這六個(gè)電阻的阻值記錄在表格中．
②閉合開(kāi)關(guān)S，用電流表測(cè)量電路中的電流I，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中．
③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，把電壓表依次并聯(lián)在電阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆兩端，閉合開(kāi)關(guān)S，
用電壓表依次測(cè)量它們兩端的電壓U₁、U₂、U₃、U₄、U₅和U₆，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中．
④利用公式P=UI和測(cè)量數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出6個(gè)電阻消耗的電功率P₁、P₂、P₃、P₄、P₅和P₆，將計(jì)算結(jié)果記錄在表格中；
（3）見(jiàn)上表．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道實(shí)驗(yàn)題，知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒏鶕?jù)實(shí)驗(yàn)的原理是“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，合理安排實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)符合實(shí)驗(yàn)記錄要求的表格”的前提是關(guān)鍵．