Question

實驗桌上有如下實驗器材：滿足實驗要求的電源、阻值已知的定值電阻、滑動變阻器和開關各1個，電阻箱（電路圖符號）1個，已調零的電壓表1塊，導線若干．在電路中，可以通過調節滑動變阻器實現控制和改變與其相串聯的電阻兩端的電壓．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，如果定值電阻R₁兩端的電壓保持不變，則電阻R₁與電阻箱接入電路中的電阻R₂兩端的總電壓U與電阻R₂兩端的電壓U₂的關系式為：U=U₂+b（b為常量）．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

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，根據實驗目的，改變電阻箱的阻值后，電壓表的示數改變，為使電壓表的示數不變，應再調節滑動變阻器的阻值，電壓表分別測量定值電阻兩端的電壓及兩個電阻兩端的總電壓．

解答：解：實驗電路圖如圖答所示：
．
 實驗步驟：
（1）保持開關S斷開，電阻箱和滑動變阻器阻值調到最大，按電路圖連接電路．
（2）調節電阻箱R₂和滑動變阻器的阻值為適當的阻值．閉合開關S，用電壓表V測量電阻R₁兩端的電壓U₁；斷開開關S，保持電阻箱和滑動變阻器接入電路中的電阻值不變，將電壓表接在電阻箱R₂兩端，閉合開關S，用電壓表V測量R₂兩端的電壓U₂；斷開開關S，將電壓表接在電阻R₁與R₂兩端，閉合開關S，用電壓表V測量電阻R₁與R₂兩端的總電壓U，將U₁、U₂ 和U的測量數據記錄在實驗數據記錄表中． 
（3）斷開開關S，將電壓表接在電阻R₁兩端，調節電阻箱改變R₂的阻值．閉合開關S，調節滑動變阻器，使電壓表V的示數仍為第一次測量時的示數U₁；斷開開關S，保持電阻箱和滑動變阻器接入電路中的電阻值不變，將電壓表接在電阻R₂兩端，閉合開關S，用電壓表V測量電阻箱R₂兩端的電壓U₂；斷開開關S，將電壓表接在電阻R₁與R₂兩端，閉合開關S，用電壓表V測量電阻R₁與R₂兩端的總電壓U，將U₁、U₂和U的測量數據記錄在實驗數據記錄表中．
（4）仿照步驟（3），改變電阻箱R₂的阻值，至少再做4次實驗，并分別將各次的U₁、U₂和U測量數據記錄在實驗數據記錄表中．
實驗數據記錄表：

U1/V
U2/V
U/V

點評：設計實驗類題目是中考重要的題目類型，是學生掌握的薄弱環節，應重點突破．其中，對于電學設計類題目，一般的解答規律是根據題目提供的電表類型，選擇合適的電路連接方式，然后根據串聯電路或并聯電路的特點確定實驗步驟．