Question

實驗桌上有如下器材：電源一臺；調好的電流表、電壓表各一塊、開關一個、電阻箱一個、阻值為10Ω的定值電阻R₂和導線若干。請你利用上述器材設計一個實驗探究“R₁與R₂串聯的總電阻（即等效電阻）R與電阻R₁的關系”。畫出實驗電路圖，寫出主要實驗操作步驟并設計實驗數據記錄表格。

 

Answer 1

【答案】

電路圖

實驗步驟：

（1）將電壓表、電流表調零

（2）按實驗電路圖連接電路，開關S保持斷開。

（3）調節電阻箱Rx使其電阻為R₁，閉合開關，讀出此時電壓表的讀數U₁，電流表的讀數I₁，并將R₁、U₁、I₁記錄在數據表中。

（4）調節電阻箱使其電阻為R₂，閉合開關，讀出此時電壓表的讀數U₂，電流表的讀數I₂，并將R₂、U₂、I₂記錄在數據表中。

（5）重復上述操作步驟，分別調節電阻箱使其電阻為R₃、R₄、R₅、R₆，電壓表讀數U₃、U₄、U₅、U₆，電流表讀數為I₃、I₄、I₅、I₆，并記錄在表格中。

（6）依據分別計算出各次實驗的等效電阻值，并記錄在數據表中。

數據記錄表

R與Rx關系數據記錄表

Rx/Ω
U/V
I/A
R/Ω

【解析】

試題分析：設計實驗時要從實驗的目的出發，利用現有的器材，先畫出電路圖，再根據要求設計步驟和記錄數據的表格．本實驗中，電阻的改變在靠電阻箱來完成，電壓表要測量電路中的總電壓．

電路圖

實驗步驟：

（1）將電壓表、電流表調零

（2）按實驗電路圖連接電路，開關S保持斷開。

（3）調節電阻箱Rx使其電阻為R₁，閉合開關，讀出此時電壓表的讀數U₁，電流表的讀數I₁，并將R₁、U₁、I₁記錄在數據表中。

（4）調節電阻箱使其電阻為R₂，閉合開關，讀出此時電壓表的讀數U₂，電流表的讀數I₂，并將R₂、U₂、I₂記錄在數據表中。

（5）重復上述操作步驟，分別調節電阻箱使其電阻為R₃、R₄、R₅、R₆，電壓表讀數U₃、U₄、U₅、U₆，電流表讀數為I₃、I₄、I₅、I₆，并記錄在表格中。

（6）依據分別計算出各次實驗的等效電阻值，并記錄在數據表中。

數據記錄表

R與Rx關系數據記錄表

Rx/Ω
U/V
I/A
R/Ω

考點：串聯電路的電流規律；電路圖設計．

點評：本實驗探究的是R₁與R₂串聯的總電阻R與電阻R₁的關系，變阻箱的阻值可以直接讀出來，因此電壓表與電流表的作用就是幫助得到總電阻的大小，根據歐姆定律R= ，要用電壓表測串聯后的總電壓，用電流表測流經兩個電阻的電流，根據這一基本思路可先設計電路圖，再寫出步驟、列出表格．