Question

18．实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、已调零的电流表、电压表各一个，阻值已知的定值电阻若干个（6个以上），开关一个，导线若干，请选用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R₁与R₂串联时，如果R₁的阻值保持不变，则电阻R₁与R₂串联的等效电阻R跟电阻R₂的关系为：R=R₂+b（b为常量）”．请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表．

Answer 1

分析 设计实验时要从实验的目的出发，利用现有的器材，先画出电路图，再根据要求设计步骤和记录数据的表格．本实验中，通过改变R₂的电阻来完成，电压表要测量电路中的总电压．

解答 解：根据实验的目的与要求，应将定值电阻R与变阻箱串联，并用电压表测量它们两端的总电压，电流表测电路中的电流．实验电路图如图所示：

实验步骤：
（1）按电路图连接电路，将两个电阻串联，闭合开关S，并记下两个电阻的阻值，电压表和电流表的示数，记入表格．
（2）断开开关，保持R₁的阻值不变，改变电阻R₂的阻值．闭合开关S，记下R₂的阻值，电压表和电流表的示数，记入表格．
（3）仿照步骤（2），再分别改变4次电阻箱R₂的阻值，闭合开关S，记下R₂的阻值，电压表和电流表的示数，记入表格．
（4）利用公式R=$\frac{U}{I}$，分别计算出6次串联电路的6个等效电阻，并分别记录在实验数据记录表中．
（5）分析实验数据，得出结论．
实验数据记录表

R2/Ω
R1/Ω
U/V
I/A
R/Ω

点评 实验探究的是电阻R₁与R₂串联的等效电阻R跟电阻R₁的关系，R₁和R₂的阻值可以直接读出来，因此电压表与电流表的作用就是帮助得到总电阻的大小，根据欧姆定律R=$\frac{U}{I}$，要用电压表测串联后的总电压，用电流表测流经两个电阻的电流，根据这一基本思路可先设计电路图，再写出步骤、列出表格．