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(jié)滑動變阻器實現(xiàn)控制和改變與其相串聯(lián)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(lián)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(shù)據記錄表．

Answer 1

分析：設計實驗時要從實驗的目的出發(fā)，利用現(xiàn)有的器材，先畫出電路圖，再根據要求設計步驟和記錄數(shù)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(shù)改變，為使電壓表的示數(shù)不變，應再調節(jié)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(jié)電阻箱R₂和滑動變阻器的阻值為適當?shù)淖柚担�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(shù)據記錄在實驗數(shù)據記錄表中． 
（3）斷開開關S，將電壓表接在電阻R₁兩端，調節(jié)電阻箱改變R₂的阻值．閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表V的示數(shù)仍為第一次測量時的示數(shù)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(shù)據記錄在實驗數(shù)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(shù)據記錄在實驗數(shù)據記錄表中．
實驗數(shù)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(huán)節(jié)，應重點突破．其中，對于電學設計類題目，一般的解答規(guī)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(lián)電路或并聯(lián)電路的特點確定實驗步驟．