实验桌上有如下器材:电压表两块,定值电阻两只,电阻箱一个,滑动变阻器一个,开关一个,符合实验要求的电源一个,导线若干.请你选用提供的器材,设计实验证明:当通过电阻的电流一定时,电阻两端的电压与电阻成正比.
要求:画出实验电路图;写出探究实验的主要步骤;画出数据记录表.
解:
实验电路图如右:
实验步骤:
(1)按电路图连接实验电路,将电压表V
1、V
2指针调零,电阻箱、滑动变阻器调到阻值最大.
(2)将电阻箱电阻R
1接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P到适当位置,读出电压表V
1的示数为U
0,读出电压表V
2的示数为
U
1,将R
1、U
0、U
1记录在数据记录表中.
(3)断开开关,将电阻箱电阻R
2接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,使电压表V
1的示数保持U
0不变,读出电压表V
2的示数为U
2,将R
2、U
0、U
2记录在数据记录表中.
(4)仿照步骤(3)改变电阻箱电阻R再做四次实验,调节滑动变阻器滑片P,使电压表V
1的示数保持U
0不变,读出电压表V
2的示数U,将R、U
0、U记录在数据记录表中.表格数据如下:
分析:(1)设计实验电路图,首先要明确实验目的和可利用的器材,确定设计思路.
(2)根据实验的目的与所给出的器材,我们可考虑的基本思路是利用欧姆定律的公式变形U=IR作为基本原理.在电阻箱电阻发生变化时电流仍相等,所以需要滑动变阻器与电阻箱串联,同时电压表与电阻并联,以测量当电阻发生变化时两端电压的变化;同时,为保证电阻箱接入电路电阻改变时电路电流不变,需要将定值电阻与电阻箱串联,且电压表测量定值电阻两端电压.为使实验结果更准确、客观,实验次数应多一些.
(3)实验的表格没有必须的模式,只要能体现测量的数据,容易记录,直观准确,都是正确的.
点评:电阻箱接入电路的电阻值是已知的,测量出电阻箱两端电压,利用公式I=
就可以知道通过电阻箱的电流.