试题

（2013·朝阳区二模）实验桌上有如下实验器材：满足实验要求（输出电压合适且不变）的电源一个、阻值已知的定值电阻一个，电阻箱一个，滑动变阻器一个，已调零的电压表一块、三个开关、导线若干．请选用上述实验器材，设计一个实验证明：“当电阻两端电压保持不变时，电阻消耗的电功率与电阻的关系为P=k/R（k为常量）”．
请你
（1）画出实验电路图；
（2）写出实验步骤；
（3）画出实验数据记录表．（要求：在实验过程中不要拆卸电路）

解：（1）实验电路图：如图所示；
（2）实验步骤：
①按照电路图连接电路，滑动变阻器接入电路电阻最大，电阻箱接入电路电阻为R．将R和定值电阻的阻值R₀记录在表格中．

②闭合开关S₁和S₂，用电压表测出电阻箱两端的电压U₁，将U₁的测量数据记录在表格中．
③闭合开关S₁和S₃，用电压表测出电阻箱和定值电阻两端的电压U₂．将U₂的测量数据记录在表格中．
④再分别改变5次电阻箱接入的电阻R．闭合开关S₁和S₂，改变滑动变阻器接入
电路的电阻，使电阻箱两端的电压始终为U₁不变．将R的阻值记录在表格中．
并仿照步骤③，用电压表测出各次相应的U₂，将U₂的测量数据记录在表格中．
⑤利用公式P=U₁I₁=

U1(U2-U1)

R0

和测量数据，计算电阻箱的电功率P，将P的数值记录在表格中．
（3）实验数据记录表格：

R/Ω
R0/Ω
U1/V
U2/V
P/W

解：（1）实验电路图：如图所示；
（2）实验步骤：
①按照电路图连接电路，滑动变阻器接入电路电阻最大，电阻箱接入电路电阻为R．将R和定值电阻的阻值R₀记录在表格中．

②闭合开关S₁和S₂，用电压表测出电阻箱两端的电压U₁，将U₁的测量数据记录在表格中．
③闭合开关S₁和S₃，用电压表测出电阻箱和定值电阻两端的电压U₂．将U₂的测量数据记录在表格中．
④再分别改变5次电阻箱接入的电阻R．闭合开关S₁和S₂，改变滑动变阻器接入
电路的电阻，使电阻箱两端的电压始终为U₁不变．将R的阻值记录在表格中．
并仿照步骤③，用电压表测出各次相应的U₂，将U₂的测量数据记录在表格中．
⑤利用公式P=U₁I₁=

U1(U2-U1)

R0

和测量数据，计算电阻箱的电功率P，将P的数值记录在表格中．
（3）实验数据记录表格：

R/Ω
R0/Ω
U1/V
U2/V
P/W