Question

實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材：滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源（兩端電壓值符合實(shí)驗(yàn)要求且保持不變）一個(gè)、阻值已知的定值電阻一個(gè)，電阻箱（電路圖符號）一個(gè)，滑動變阻器一個(gè)，已調(diào)零的電流表、電壓表各一塊，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。請選用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：在R₁與R₂串聯(lián)的電路中，如果R₂的電阻值和通過它的電流保持不變，則電阻R₁與R₂的總電功率P與電阻R₁的關(guān)系為P= kR₁+ b（k和b均為不變量）。請畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。

 

Answer 1

【答案】

（1）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

①按電路圖連接電路，將滑動變阻器、電阻箱的阻值調(diào)到最大值。

②閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R₁和滑動變阻器的阻值為適當(dāng)值。用電流表測量電路的電流I，用電壓表測量R₁和R₂兩端的電壓U，將R₁、 I、U的數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)記錄表中。

③斷開開關(guān)S，改變電阻箱R₁的阻值后，閉合開關(guān)S，再調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)仍為I，用電壓表測量R₁和R₂ 兩端的電壓U，將R₁、I、U的數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)記錄表中。

④仿照步驟③，再進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)，并記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

⑤利用公式P=UI，分別計(jì)算出6次實(shí)驗(yàn)中電阻R₁與R₂消耗的總功率。

（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：

R1/ Ω
I/A
U/V
P/W

【解析】

試題分析：R₁與R₂消耗的總功率可用伏安法測得，為了使實(shí)驗(yàn)具有普遍性，要進(jìn)行多次測量，所以通過調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值，同時(shí)改變滑動變阻器接入電路的阻值，使電路中的電流保持不變，可以得到多組滿足條件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。從理論上來講R₁與R₂消耗的總功率，∵I和R₂保持不變，∴不變，是常數(shù)，同時(shí)I不變，也是常數(shù)，所以P與電阻R₁的關(guān)系，可表示為P= kR₁+ b

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)