Question

18．實驗桌上有如下實驗器材：滿足實驗要求的電源、已調零的電流表、電壓表各一個，阻值已知的定值電阻若干個（6個以上），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“兩個電阻R₁與R₂串聯時，如果R₁的阻值保持不變，則電阻R₁與R₂串聯的等效電阻R跟電阻R₂的關系為：R=R₂+b（b為常量）”．請你畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，畫出實驗數據記錄表．

Answer 1

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，通過改變R₂的電阻來完成，電壓表要測量電路中的總電壓．

解答 解：根據實驗的目的與要求，應將定值電阻R與變阻箱串聯，并用電壓表測量它們兩端的總電壓，電流表測電路中的電流．實驗電路圖如圖所示：

實驗步驟：
（1）按電路圖連接電路，將兩個電阻串聯，閉合開關S，并記下兩個電阻的阻值，電壓表和電流表的示數，記入表格．
（2）斷開開關，保持R₁的阻值不變，改變電阻R₂的阻值．閉合開關S，記下R₂的阻值，電壓表和電流表的示數，記入表格．
（3）仿照步驟（2），再分別改變4次電阻箱R₂的阻值，閉合開關S，記下R₂的阻值，電壓表和電流表的示數，記入表格．
（4）利用公式R=$\frac{U}{I}$，分別計算出6次串聯電路的6個等效電阻，并分別記錄在實驗數據記錄表中．
（5）分析實驗數據，得出結論．
實驗數據記錄表

R2/Ω
R1/Ω
U/V
I/A
R/Ω

點評 實驗探究的是電阻R₁與R₂串聯的等效電阻R跟電阻R₁的關系，R₁和R₂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=$\frac{U}{I}$，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．