Question

9．实验桌上提供了符合要求的实验器材：已调零的电压表三块、电流表一块，未知阻值的定值电阻R₁一只，电阻箱R₂一个（电路图符号），电压恒定的电源一个，开关一个，导线若干．若利用以上提供的器材，设计实验证明：“当R₁、R₂串联在电路中，电阻R₁的功率为P₁，电阻箱R₂的功率为P₂，R₁、R₂的总功率为P，则P=P₁+P₂．”请按上述要求完成下列实验内容：
（1）在这个实验中，因变量是P；
（2）画出实验电路图；
（3）在这个实验中，改变自变量的方法是调节电阻箱接入电路中的阻值；
（4）请完成第一次实验的完整步骤：按照电路图连接电路，电阻箱电阻调到阻值最大，闭合开关，调节电阻箱接入电路的阻值为R₂₁，读出电压表V₁的示数U₁，电压表V₂的示数U₂，电压表V₃的示数U₃，电流表的示数I，并记在表格中．根据公式P=UI，分别计算出对应的功率P₁、P₂、P，并记在表格中．
（5）画出实验表格．

Answer 1

分析 根据控制变量法，要使通过电路的电流保持不变，必须把电阻箱与滑动变阻器和电流表串联起来，然后利用电压表测出电阻箱和R₂两端的电压，根据P=UI分析比较即可．

解答 解：（1）该实验是证明当R₁、R₂串联在电路中，电阻R₁的功率为P₁，电阻箱R₂的功率为P₂，R₁、R₂的总功率为P，则P=P₁+P₂．因此电阻是自变量，电功率是因变量；
（2）实验电路图如图所示：

（3）在该实验中调节滑动变阻器可以改变电路中的电阻大小，从而达到改变自变量的目的；
（4）实验步骤：
①按电路图连接电路．
②闭合开关，调节电阻箱接入电路的阻值为R₂₁，读出电压表V₁的示数U₁，电压表V₂的示数U₂，电压表V₃的示数U₃，电流表的示数I，并记在表格中．根据公式P=UI，分别计算出对应的功率P₁、P₂、P，并记在表格中．
（5）实验数据记录表：

I0 /A
U1/V
U2/V
P2/W
P/W

故答案为：（1）P；
（2）电路图如上图；
（3）调节电阻箱接入电路中的阻值．
（4）闭合开关，调节电阻箱接入电路的阻值为R₂₁，读出电压表V₁的示数U₁，电压表V₂的示数U₂，电压表V₃的示数U₃，电流表的示数I，并记在表格中．根据公式P=UI，分别计算出对应的功率P₁、P₂、P，并记在表格中．
（5）

I/A
U1/V
U2/V
U3/V
P1/W
P2/W
（P1+P2）/W
P/W

点评 本题考查控制变量法的正确使用和电功率公式的灵活应用，同时考查学生根据题意画电路图的能力，并学会要用所画的电路图经过实验分析得出结论的能力，有一定的难度．