Question

實驗桌上有如下實驗器材：一個滿足實驗要求的電源（兩端電壓值符合實驗要求且保持不變）、阻值已知的定值電阻一個，電阻箱（電路圖符號         ）一個，滑動變阻器一個，已調零的電流表一塊、電壓表兩塊，開關一個，導線若干。請選用上述實驗器材，設計一個實驗證明“在R₁與R₂串聯的電路中，如果R₁的電阻值和通過它的電流保持不變，則電阻R₁與R₂消耗的總功率P與電阻R₂消耗的功率P₂的關系為P= P₂+ b（b為一個不變量）”。請畫出實驗電路圖；寫出實驗步驟；畫出實驗數據記錄表。

Answer 1

（1）實驗電路圖如圖3所示。（1分）

（2）實驗步驟：

①按電路圖連接電路。（1分）

②將滑動變阻器阻值調到最大值，閉合開關S，調節電阻箱R₂的阻值為適當值。用電流表A測量電路的電流I₀，用電壓表V₁測量R₁和R₂兩端的電壓U₁，用電壓表V₂測量電阻R₂ 兩端的電壓U₂，將 I₀、U₁、U₂的數據記錄在實驗記錄表中。（1分）

③斷開開關S，改變電阻箱R₂的阻值后，閉合開關S，再調節滑動變阻器使電流表的示數仍為I₀，用電壓表V₁測量R₁和R₂ 兩端的電壓U₁，用電壓表V₂測量電阻R₂兩端的電壓U₂，將U₁、U₂的數據記錄在實驗記錄表中。（1分）

④仿照步驟③，再進行4次實驗。（1分）

⑤利用公式P=U₁I₀和P₂=U₂I₀，分別計算出6次電阻R₁與R₂消耗的總功率P和電阻R₂消耗的功率P₂的數值，并分別記錄在實驗記錄表中。（1分）

（3）實驗數據記錄表：（1分）

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