请你利用以下器材:电源一个、调好的电压表和电流表各一个、开关一个、滑动变阻器一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干.设计一个实验证明:“当电阻两端电压一定时,电阻消耗的电功率和该电阻的阻值成反比”.
解:(1)实验电路如图所示:
(2)实验步骤:
①按电路图连接电路;
②闭合开关S,调整滑动变阻器到适当位置,用调好的电压表、电流表分别测出定值电阻两端的电压U和通过电阻的电流I1,并把电阻的阻值R1和测量的电压U、电流I1记录在表格中;
③断开开关S,更换电阻值为R2.然后闭合开关S,调节滑动变阻器使电压表示数和步骤②中相同仍为U,测量电流I2,并把电阻的阻值R2和测量的电流I2、电压表示数U记录在表格中;
④仿照步骤③,分别测出通过电阻R3、R4、R5、R6的电流和相应的电压表示数,并把数据记录在表格中;
⑤利用公式P=UI分别计算出电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6 消耗的功率P1、P2、P3、P4、P5和P6,并把数据记录在表格中.
(3)探究电功率与电阻的关系实验数据记录表:
R/Ω | ||||||
U/V | ||||||
I/A | ||||||
P/W |
根据控制变量法,要使通过电阻两端的电压保持不变,必须把定值电阻与滑动变阻器和电流表串联起来,然后利用电压表测出定值电阻两端的电压,根据P=UI分析比较即可.
点评:本题考查控制变量法的正确使用和电功率公式的灵活应用,同时考查学生根据题意画电路图的能力,并学会要用所画的电路图经过实验分析得出结论的能力.
联系生活——学习物理妙招:惯性定律:不受外力是条件,保持匀直或静止,平衡效果合为零,相当没有受外力。