Question

实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻、滑动变阻器和开关各1个，电阻箱（电路图符号）1个，已调零的电压表1块，导线若干。在电路中，可以通过调节滑动变阻器实现控制和改变与其相串联的电阻两端的电压。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，如果定值电阻R₁两端的电压保持不变，则电阻R₁与电阻箱接入电路中的电阻R₂两端的总电压U与电阻R₂两端的电压U₂的关系式为：U = U₂ + b（b为常量）。请画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。

 

Answer 1

【答案】

（1）实验电路如下

实验步骤：

（1）保持开关S断开，电阻箱和滑动变阻器阻值调到最大，按电路图连接电路。

（2）调节电阻箱R₂和滑动变阻器的阻值为适当的阻值。闭合开关S，用电压表V测量电阻R₁两端的电压U₁；断开开关S，保持电阻箱和滑动变阻器接入电路中的电阻值不变，将电压表接在电阻箱R₂两端，闭合开关S，用电压表V测量R₂两端的电压U₂；断开开关S，将电压表接在电阻R₁与R₂两端，闭合开关S，用电压表V测量电阻R₁与R₂两端的总电压U，将U₁、U₂ 和U的测量数据记录在实验数据记录表中。 

（3）断开开关S，将电压表接在电阻R₁两端，调节电阻箱改变R₂的阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表V的示数仍为第一次测量时的示数U₁；断开开关S，保持电阻箱和滑动变阻器接入电路中的电阻值不变，将电压表接在电阻R₂两端，闭合开关S，用电压表V测量电阻箱R₂两端的电压U₂；断开开关S，将电压表接在电阻R₁与R₂两端，闭合开关S，用电压表V测量电阻R₁与R₂两端的总电压U，将U₁、U₂和U的测量数据记录在实验数据记录表中。

（4）仿照步骤（3），改变电阻箱R₂的阻值，至少再做4次实验，并分别将各次的U₁、U₂和U测量数据记录在实验数据记录表中。

实验数据记录表：

【解析】

试题分析：电路的连接保证是串联电路。即各个电阻串联如图。电压表测量其中一个电阻的电压，先改变电阻箱的阻值，然后通过调整滑动变阻器的阻值来保证电压表示数不变。在每一个步骤当中，都要通过把电压表接在不同位置来测量不同电阻的电压，总而得到电阻R₁的电压和电阻R₂的电压，两个电压之和就是他们的总电压。

考点：实验设计探究