Question

9．實(shí)驗(yàn)桌上提供了符合要求的實(shí)驗(yàn)器材：已調(diào)零的電壓表三塊、電流表一塊，未知阻值的定值電阻R₁一只，電阻箱R₂一個(gè)（電路圖符號），電壓恒定的電源一個(gè)，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．若利用以上提供的器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：“當(dāng)R₁、R₂串聯(lián)在電路中，電阻R₁的功率為P₁，電阻箱R₂的功率為P₂，R₁、R₂的總功率為P，則P=P₁+P₂．”請按上述要求完成下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，因變量是P；
（2）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，改變自變量的方法是調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的阻值；
（4）請完成第一次實(shí)驗(yàn)的完整步驟：按照電路圖連接電路，電阻箱電阻調(diào)到阻值最大，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值為R₂₁，讀出電壓表V₁的示數(shù)U₁，電壓表V₂的示數(shù)U₂，電壓表V₃的示數(shù)U₃，電流表的示數(shù)I，并記在表格中．根據(jù)公式P=UI，分別計(jì)算出對應(yīng)的功率P₁、P₂、P，并記在表格中．
（5）畫出實(shí)驗(yàn)表格．

Answer 1

分析 根據(jù)控制變量法，要使通過電路的電流保持不變，必須把電阻箱與滑動變阻器和電流表串聯(lián)起來，然后利用電壓表測出電阻箱和R₂兩端的電壓，根據(jù)P=UI分析比較即可．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)是證明當(dāng)R₁、R₂串聯(lián)在電路中，電阻R₁的功率為P₁，電阻箱R₂的功率為P₂，R₁、R₂的總功率為P，則P=P₁+P₂．因此電阻是自變量，電功率是因變量；
（2）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

（3）在該實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動變阻器可以改變電路中的電阻大小，從而達(dá)到改變自變量的目的；
（4）實(shí)驗(yàn)步驟：
①按電路圖連接電路．
②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值為R₂₁，讀出電壓表V₁的示數(shù)U₁，電壓表V₂的示數(shù)U₂，電壓表V₃的示數(shù)U₃，電流表的示數(shù)I，并記在表格中．根據(jù)公式P=UI，分別計(jì)算出對應(yīng)的功率P₁、P₂、P，并記在表格中．
（5）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：

I0 /A
U1/V
U2/V
P2/W
P/W

故答案為：（1）P；
（2）電路圖如上圖；
（3）調(diào)節(jié)電阻箱接入電路中的阻值．
（4）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值為R₂₁，讀出電壓表V₁的示數(shù)U₁，電壓表V₂的示數(shù)U₂，電壓表V₃的示數(shù)U₃，電流表的示數(shù)I，并記在表格中．根據(jù)公式P=UI，分別計(jì)算出對應(yīng)的功率P₁、P₂、P，并記在表格中．
（5）

I/A
U1/V
U2/V
U3/V
P1/W
P2/W
（P1+P2）/W
P/W

點(diǎn)評 本題考查控制變量法的正確使用和電功率公式的靈活應(yīng)用，同時(shí)考查學(xué)生根據(jù)題意畫電路圖的能力，并學(xué)會要用所畫的電路圖經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析得出結(jié)論的能力，有一定的難度．