Question

實驗桌上有如下實驗器材：滿足實驗要求的電源、阻值已知的定值電阻、滑動變阻器和開關(guān)各1個，電阻箱（電路圖符號）1個，已調(diào)零的電壓表1塊，導(dǎo)線若干。在電路中，可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器實現(xiàn)控制和改變與其相串聯(lián)的電阻兩端的電壓。請選用上述實驗器材，設(shè)計一個實驗證明：兩個電阻R₁與R₂串聯(lián)時，如果定值電阻R₁兩端的電壓保持不變，則電阻R₁與電阻箱接入電路中的電阻R₂兩端的總電壓U與電阻R₂兩端的電壓U₂的關(guān)系式為：U = U₂ + b（b為常量）。請畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表。

 

Answer 1

【答案】

（1）實驗電路如下

實驗步驟：

（1）保持開關(guān)S斷開，電阻箱和滑動變阻器阻值調(diào)到最大，按電路圖連接電路。

（2）調(diào)節(jié)電阻箱R₂和滑動變阻器的阻值為適當(dāng)?shù)淖柚怠ｉ]合開關(guān)S，用電壓表V測量電阻R₁兩端的電壓U₁；斷開開關(guān)S，保持電阻箱和滑動變阻器接入電路中的電阻值不變，將電壓表接在電阻箱R₂兩端，閉合開關(guān)S，用電壓表V測量R₂兩端的電壓U₂；斷開開關(guān)S，將電壓表接在電阻R₁與R₂兩端，閉合開關(guān)S，用電壓表V測量電阻R₁與R₂兩端的總電壓U，將U₁、U₂ 和U的測量數(shù)據(jù)記錄在實驗數(shù)據(jù)記錄表中。 

（3）斷開開關(guān)S，將電壓表接在電阻R₁兩端，調(diào)節(jié)電阻箱改變R₂的阻值。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表V的示數(shù)仍為第一次測量時的示數(shù)U₁；斷開開關(guān)S，保持電阻箱和滑動變阻器接入電路中的電阻值不變，將電壓表接在電阻R₂兩端，閉合開關(guān)S，用電壓表V測量電阻箱R₂兩端的電壓U₂；斷開開關(guān)S，將電壓表接在電阻R₁與R₂兩端，閉合開關(guān)S，用電壓表V測量電阻R₁與R₂兩端的總電壓U，將U₁、U₂和U的測量數(shù)據(jù)記錄在實驗數(shù)據(jù)記錄表中。

（4）仿照步驟（3），改變電阻箱R₂的阻值，至少再做4次實驗，并分別將各次的U₁、U₂和U測量數(shù)據(jù)記錄在實驗數(shù)據(jù)記錄表中。

實驗數(shù)據(jù)記錄表：

【解析】

試題分析：電路的連接保證是串聯(lián)電路。即各個電阻串聯(lián)如圖。電壓表測量其中一個電阻的電壓，先改變電阻箱的阻值，然后通過調(diào)整滑動變阻器的阻值來保證電壓表示數(shù)不變。在每一個步驟當(dāng)中，都要通過把電壓表接在不同位置來測量不同電阻的電壓，總而得到電阻R₁的電壓和電阻R₂的電壓，兩個電壓之和就是他們的總電壓。

考點：實驗設(shè)計探究