Question

實驗桌上擺放著如下實驗器材：滿足實驗要求的電源1個、已知阻值的定值電阻兩只，電阻箱（電路圖符號）一個，已調(diào)零的電流表、電壓表各1塊，滑動變阻器1個，開關1個，導線若干．請選用上述實驗器材，設計一個實驗證明“兩個電阻串聯(lián)，當通過這兩個電阻的電流I和其中一個電阻保持不變時，這兩個電阻串聯(lián)后兩端的總電壓與另一個電阻R的關系為：U=IR+b（b為常量）”．請你畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表．

Answer 1

解：（1）按電路圖連接實驗電路，電流表、電壓表指針調(diào)零，將滑動變阻器畫片P調(diào)到阻值最大位置．
（2）將電阻箱的電阻R₁接入電路中，閉合開關，讀出電流表示數(shù)為I₀，讀出電壓表示數(shù)為U₁，將R₁、I₀、U₁記錄在表格中．
（3）斷開開關，將電阻箱的電阻R₂接入電路中，閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器畫片P使電流表示數(shù)為I₀不變，讀出電壓表示數(shù)為U₂，將R₂、I₀、U₂記錄在表格中．
（4）仿照步驟（3）改變電阻箱電阻R，再做四次實驗，將四次實驗的電阻箱電阻R、電流表示數(shù)I₀、電壓表示數(shù)U記錄在表格中．

R0/Ω
R/Ω
I/A
U/V

（5）根據(jù)b=I R₀算出常量b．
分析：根據(jù)實驗要求，將一個定值電阻與電阻箱串聯(lián)，因為要保證電流不變，所以還串聯(lián)一個滑動變阻器，當改變電阻箱接入電路的電阻時，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的電阻，使電路中電流不變．
因為是證明兩個電阻串聯(lián)后兩端的總電壓與另一個電阻R的關系為：U=IR+b，所以要測出兩個電阻串聯(lián)的兩端總電壓，R的阻值可從電阻箱上讀出來．電流表串聯(lián)在電路中
b是常數(shù)，可根據(jù)電路中的電流和定值電阻的阻值求出，即b=I R₀
這樣改變電阻箱的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，保證電流不變．就可得到多組數(shù)據(jù)．記錄在表格中，然后分析歸納就可證明兩個電阻串聯(lián)后兩端的總電壓與另一個電阻R的關系為：U=IR+b（b為常量）．
點評：按實驗要求，要不斷改變變阻箱的阻值，從而改變電壓．這時電流要改變．根據(jù)控制變量法的思路，要注意保證電流不變．所以要通過滑動變阻器來調(diào)節(jié)電流保持不變．