實驗桌上有如下器材:滿足實驗要求的電源一個、滑動變阻器一個、電壓表和電流表各一只、開關一個、各種阻值已知的定值電阻和導線若干.小文想利用實驗桌上的器材,設計一個實驗證明:“當電阻兩端電壓一定時,電阻消耗的電功率和該電阻的阻值成反比”.請根據(jù)上述要求幫助小文畫出實驗電路圖,并寫出實驗步驟.
(1)實驗電路圖:
(2)實驗步驟:
【答案】
分析:根據(jù)控制變量法,要使通過電阻兩端的電壓保持不變,必須把定值電阻與滑動變阻器和電流表串聯(lián)起來,然后利用電壓表測出定值電阻兩端的電壓,根據(jù)P=UI分析比較即可.
解答:解:
(1)實驗電路如圖所示.
(2)實驗步驟:
①按照電路圖連接實驗電路,閉合開關S,讀出電流表、電壓表的示數(shù)I
1和U并把數(shù)據(jù)記錄在表格中;
②斷開開關S,在ab之間換接另一電阻R
2,閉合開關S,改變滑動變阻器電阻,使電壓表的示數(shù)仍U,讀出電流表的示數(shù)I
2并把數(shù)據(jù)記錄在表格中;
③仿照步驟②,分別測出接入R
3、R
4、R
5、R
6時所對應的電流I
3、I
4、I
5、I
6,并把數(shù)據(jù)記錄在表格中;
④利用公式P=UI分別計算出電阻R
1、R
2、R
3、R
4、R
5和R
6消耗的功率P
1、P
2、P
3、P
4、P
5和P
6,并把數(shù)據(jù)記錄在表格中進行比較.
點評:本題考查控制變量法的正確使用和電功率公式的靈活應用,同時考查學生根據(jù)題意畫電路圖的能力,并學會要用所畫的電路圖經(jīng)過實驗分析得出結論的能力.