Question

【題目】實驗桌上有如下實驗器材：滿足實驗要求的電源一個，電阻箱一個，滑動變阻器一個，已調零的電流表、電壓表各一塊，一個開關，導線若干。請用上述實驗器材，設計一個實驗證明：“當通過電阻的電流保持不變時，電阻消耗的電功率與電阻的關系為 P=kR（k 為常量）”。

（1）本實驗中，控制變量是_______。

（2）畫出實驗電路圖。（要求：在實驗過程中不能拆卸電路）

（______）

（3）實驗步驟：

①斷開開關 S，按照電路圖連接實驗電路；把滑動變阻器滑片移到阻值_______，閉合開關 S，調節電阻箱阻值為 R1，移動滑動變阻器滑片至某位置，讀出并記錄電流表 I 和電壓表的示數 U1，把數據記錄在表格中；

②斷開開關，調節電阻箱阻值為 R2，閉合開關，移動滑動變阻器滑片使_______，讀出電壓表的示數 U2，并把數據 R2 和 U2 記錄在表格中；

③仿照步驟②，再做 4 次實驗，把電阻箱阻值 R 和電壓表示數 U 的每次數據記錄在表格中；

④根據公式 P=UI 和數據，計算出 6 次電阻箱電功率 P，并把數據記錄在表格中。

Answer 1

【答案】電流 最大處 電流表的示數仍為I

【解析】

（1）由于電阻箱阻值可以調節且阻值可以直接讀出，所以電阻箱可作為被測電阻使用；電阻箱阻值改變時可調節滑動變阻器阻值，使電路電流保持不變，因此電阻箱與滑動變阻器要串聯接入電路；電流表串聯接入電路，測流過電阻箱的電流；電壓表與電阻箱并聯，測電阻箱兩端電壓，據此畫出實驗電路圖；

（2）根據實驗目的及實驗常識合理安排實驗步驟。

(1)[1]由題可知，要求設計實驗證明“當通過電阻的電流保持不變時，電阻消耗的電功率與電阻的關系為P=kR（k 為常量）”，即在實驗中需要保持電流相等，電阻不同，因此實驗控制的變量是通過電阻的電流；

(2)[2]用電壓表測變阻箱兩端電壓，用電流表測通過變阻箱的電流，用滑動變阻器調節電路中電流不變，實驗電路圖如圖所示：

(3)[3]接通電路前應將滑動變阻器的滑片調至阻值最大處；

[4]在實驗中需要保持電流相等，電阻不同；在實驗過程中，改變電阻箱的阻值后，電路中的電流會改變，為使電路電流保持不變，應再調節滑動變阻器的阻值，使電流表的示數仍為I；