Question

實(shí)驗(yàn)桌上有如下實(shí)驗(yàn)器材：滿足實(shí)驗(yàn)要求的電源（兩端電壓值符合實(shí)驗(yàn)要求且保持不變）一個(gè)、阻值已知的定值電阻一個(gè)，電阻箱（電路圖符號(hào)）一個(gè)，滑動(dòng)變阻器一個(gè)，已調(diào)零的電流表、電壓表各一塊，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．請(qǐng)選用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：在R₁與R₂串聯(lián)的電路中，如果R₂的電阻值和通過它的電流保持不變，則電阻R₁與R₂的總電功率P與電阻R₁的關(guān)系為P=kR₁+b（k和b均為不變量）．請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，寫出實(shí)驗(yàn)步驟，畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表．

Answer 1

分析：根據(jù)控制變量法，要使通過電路的電流保持不變，必須把電阻箱與滑動(dòng)變阻器和電流表串聯(lián)起來(lái)，然后利用電壓表測(cè)出電阻箱和R₂兩端的電壓，根據(jù)P=UI分析比較即可．

解答：解：（1）電阻箱、定值電阻、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)連接，電壓表測(cè)量電阻箱和R₂兩端的電壓，如下圖所示：

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①按電路圖連接電路，將滑動(dòng)變阻器、電阻箱的阻值調(diào)到最大值．
②閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R₁和滑動(dòng)變阻器的阻值為適當(dāng)值．用電流表測(cè)量電路的電流I，用電壓表測(cè)量R₁和R₂兩端的電壓U，將R₁、I、U的數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)記錄表中． 
③斷開開關(guān)S，改變電阻箱R₁的阻值后，閉合開關(guān)S，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)仍為I，用電壓表測(cè)量R₁和R₂ 兩端的電壓U，將R₁、I、U的數(shù)據(jù)記錄在實(shí)驗(yàn)記錄表中．
④仿照步驟③，再進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)，并記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)．
⑤利用公式P=UI，分別計(jì)算出6次實(shí)驗(yàn)中電阻R₁與R₂消耗的總功率P，并記錄在實(shí)驗(yàn)記錄表中．
（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：

R1/Ω
I/A
U/V
P/W

點(diǎn)評(píng)：本題考查控制變量法的正確使用和電功率公式的靈活應(yīng)用，同時(shí)考查學(xué)生根據(jù)題意畫電路圖的能力，并學(xué)會(huì)要用所畫的電路圖經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析得出結(jié)論的能力．