實驗桌上有如下器材:電壓表兩塊,定值電阻兩只,電阻箱一個,滑動變阻器一個,開關(guān)一個,符合實驗要求的電源一個,導(dǎo)線若干.請你選用提供的器材,設(shè)計實驗證明:當(dāng)通過電阻的電流一定時,電阻兩端的電壓與電阻成正比.
要求:畫出實驗電路圖;寫出探究實驗的主要步驟;畫出數(shù)據(jù)記錄表.
解:
實驗電路圖如右:
實驗步驟:
(1)按電路圖連接實驗電路,將電壓表V
1、V
2指針調(diào)零,電阻箱、滑動變阻器調(diào)到阻值最大.
(2)將電阻箱電阻R
1接入電路中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P到適當(dāng)位置,讀出電壓表V
1的示數(shù)為U
0,讀出電壓表V
2的示數(shù)為
U
1,將R
1、U
0、U
1記錄在數(shù)據(jù)記錄表中.
(3)斷開開關(guān),將電阻箱電阻R
2接入電路中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,使電壓表V
1的示數(shù)保持U
0不變,讀出電壓表V
2的示數(shù)為U
2,將R
2、U
0、U
2記錄在數(shù)據(jù)記錄表中.
(4)仿照步驟(3)改變電阻箱電阻R再做四次實驗,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P,使電壓表V
1的示數(shù)保持U
0不變,讀出電壓表V
2的示數(shù)U,將R、U
0、U記錄在數(shù)據(jù)記錄表中.表格數(shù)據(jù)如下:
分析:(1)設(shè)計實驗電路圖,首先要明確實驗?zāi)康暮涂衫玫钠鞑,確定設(shè)計思路.
(2)根據(jù)實驗的目的與所給出的器材,我們可考慮的基本思路是利用歐姆定律的公式變形U=IR作為基本原理.在電阻箱電阻發(fā)生變化時電流仍相等,所以需要滑動變阻器與電阻箱串聯(lián),同時電壓表與電阻并聯(lián),以測量當(dāng)電阻發(fā)生變化時兩端電壓的變化;同時,為保證電阻箱接入電路電阻改變時電路電流不變,需要將定值電阻與電阻箱串聯(lián),且電壓表測量定值電阻兩端電壓.為使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確、客觀,實驗次數(shù)應(yīng)多一些.
(3)實驗的表格沒有必須的模式,只要能體現(xiàn)測量的數(shù)據(jù),容易記錄,直觀準(zhǔn)確,都是正確的.
點評:電阻箱接入電路的電阻值是已知的,測量出電阻箱兩端電壓,利用公式I=
就可以知道通過電阻箱的電流.