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实验桌上提供了如下器材:电源一个(电源电压6V恒定)、阻值为10Ω的定值电阻器一只;“20Ω 1A”的滑动变阻器一个;量程为0-3V和0-15V的电压表一只;量程为0-0.6A和0-3A的电流表一只;开关一个.小刚想利用实验桌上的器材,设计一个实验证明:“定值电阻的电功率与电压的平方成正比”.
(1)在虚线框中画出实验电路图
(2)写出实验步骤
(3)在这个实验中,电压表的量程选用“0-3V”,电流表的量程应选用
0~0.6A
0~0.6A
.请将你设定的电压值填入表格中.
电压/V
电流/A
分析:(1)用一个电压表、一个电流表做实验,验证“定值电阻的电功率与电压的平方成正比”,可把定值电阻与电流表串联在电路中,用电压表测出定值电阻两端的电压,用滑动变阻器与定值电阻串联来改变定值电阻两端的电压,据此设计电路图.
(2)做实验时,先按实验的原理图连接实物图,用电流表测电流,电压表测出定值阻值两端的电压,改变滑动变阻器的阻值,再多测几组数据记在表格中,最后计算定值电阻的功率,分析实验数据.
(3)根据串联电路特点及欧姆定律求出电路的最大电流,根据该电流值确定电流表量程;电压表量程是0~3V,电阻两端电压不能大于电压表量程3V,合理设置电阻两端电压,进行多次测量.
解答:解:(1)伏安法验证“定值电阻的电功率与电压的平方成正比”的实验电路图如图所示.
故答案为:电路图如右图所示.
(2)实验步骤:
①按电路图连接实验电路;
②闭合开关,将滑片滑到某一位置,
记录电压表与电流表示数I1和U1
③改变变阻器滑片位置,记录电压表与电流表示数I2和U2
④仿照步骤(2)再做四次实验,记录电压表与电流表示数分别为I3  I4  I5  I6  U3  U4 U5 U6
⑤根据P=UI分别计算各电压时的电功率,P1=U1I1;P2=U2I2
P3=U3I3;P4=U4I4;P5=U5I5;P6=U6I6
⑥整理实验器材.
(3)滑动变阻器接入电路电阻为零时,电路电流最大,为你I=
U
R
=
3V
10Ω
=0.3A<0.6A,则电流表应选择0~0.6A量程;表格如下所示.
故答案为:0~0.6A;表格如下表所示.
电压/V 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3
电流/A
点评:本题考查在给定实验器材、实验目的情况下,设计实验电路、安排实验步骤、设计实验数据记录表,难度较大,对考生的能力要求较高,是一道难题.
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(2)写出实验步骤.
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(1)在答题卡中的虚线框内画出实验电路图。
(2)写出实验步骤。
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