Question

（2010?海淀區二模）實驗桌上有如下器材：電源一個；調好的電流表一塊（   ）、電壓表兩塊（   、 ）、開關一個、電阻箱（    ）R一個、已知阻值的定值電阻R₀和導線若干．請你利用上述器材設計一個實驗，證明串聯電路消耗的總功率等于各個電阻消耗功率之和．
（1）在虛框中畫出實驗電路圖；
（2）寫出主要實驗操作步驟；
（3）畫出收集記錄實驗數據的表格．

Answer 1

分析：（1）根據題意電阻箱R和定值電阻R₀串聯，電流表測總電流，兩電壓表分別測各電阻兩端電壓；
（2）連接好電路，閉合開關，分別記錄電阻箱阻值，定值電阻阻值，電流表示數，電壓表示數于表格中；根據P=UI分別計算出電阻箱電阻消耗的功率，定值電阻消耗的功率，總功率，為了使數據更具有說服力，要進行多次測量．

解答：解：（1）電阻箱R和定值電阻R₀串聯，測R兩端電壓，測R₀兩端電壓，如圖所示：
（2）主要實驗操作步驟：
①按圖連接電路；
②閉合開關S，記錄電阻箱阻值R₁、定值電阻R₀、電流表示數I₁、電壓表示數U_R1、U₀₁于表格中；
③斷開開關S，調節電阻箱阻值為R₂，閉合開關S，記錄電阻箱阻值R₂、定值電阻R₀，電流表示數I₂，兩個電壓表示數U_R2、U₀₂于表格中；
④重復步驟③再做4次實驗，把電阻箱的阻值R₃…R₆和兩個電壓表示數U_R3…U_R6、U₀₃…U₀₆于表格中．
⑤根據P=UI計算出電阻箱電阻消耗的功率P₁、定值電阻消耗的功率P₂，總功率P_總=I（U₁+U₂），并記錄在表格中．
（3）記錄數據的表格  

定值電阻R0/Ω
電阻箱電阻R/Ω
電流表示數I/A
電壓表V1示數U1/V
電壓表V2示數U2/V
電阻箱電阻消耗功率P1/W
定值電阻消耗功率P2/W
電路消耗的總功率P/W

點評：此實驗探究主要考查學生對串聯電路相關知識的掌握情況，是一道不錯的探究題．