Question

17．某实验小组同学通过实验探究串联电路中两个电阻消耗电功率的变化规律．他们按图所示连接电路，电源电压保持不变，定值电阻R₁为20欧．实验时，他们多次改变滑动变阻器滑片的位置，并读出各电表的示数，分别用公式计算出变阻器接入电路的电阻R₂、R₁消耗的电功率P₁、R₂消耗的电功率P₂，并将计算结果及相关数据记录在下表中．

实验序号	R1（Ω）	R2（Ω）	P1（W）	P2（W）
1	20	100	0.18	1.03
2		80	0.29	1.15
3		60	0.45	1.35
4		40	0.79	1.61
5		30	1.16	1.73
6		20	1.80	1.80
7		10	3.20	1.61
8		4	4.97	1.03

（1）分析比较表中P₁随R₂的变化情况及相关条件，可初步得出：串联电路中，当电源电压和定值电阻R₁一定时，变阻器接入电路的电阻越小，定值电阻消耗的电功率越大．
（2）分析比较实验序号6、7与8中的数据及相关条件，可初步得出：串联电路中，当电源电压和定值电阻R₁一定时，变阻器接入电路的电阻越小，变阻器消耗的电功率越小．
（3）分析比较表中P₁、P₂的变化情况及相关条件可发现：当变阻器接入电路中的电阻R₂与定值电阻R₁之前满足R₁=R₂时，变阻器消耗的电功率将达到最大．
（4）分析比较表中P₂的数据，小组同学又有新的发现．若再增加一次实验，并使R₂接入电路的电阻为5欧时，可推测P₂为1.15瓦．
（5）小组同学为了验证实验所得的初步结论，决定继续探究．他们提出了以下三个初步方案，你认为合理的是A、B（选填序号）．
A．更换不同电压的电源继续实验
B．更换不同阻值的定值电阻继续实验
C．改变两个电阻的连接方式继续实验．

Answer 1

分析 （1）根据表中数据，可以看出R₂减小，P₁增大（或：P₁随R₂的减小而增大）；
（2）根据“串联电路中，当电源电压和定值电阻R₁一定时，变阻器接入电路的电阻越小，变阻器消耗的电功率越小”找出实验序号．
（3）根据变阻器消耗的电功率将达到最大，可知当功率为1.80是最大值，然后可得出结论；
（4）根据P₂的数据从1.03、1.15、1.35、1.61、1.73…可得出当R₂接入电路的电阻为5欧时，可推测P₂的数值．
（5）进行多次实验，测出多组实验数据，可以使用不同阻值的定值电阻，也可以通过改变电源电压而实现多次测量．

解答 解：（1）分析比较表中P₁随R₂的变化情况及相关条件，P₁随R₂的减小而增大；
可初步得出：串联电路中，当电源电压和定值电阻R₁一定时，变阻器接入电路的电阻越小，定值电阻消耗的电功率越大；
（2）根据结论：“串联电路中，当电源电压和定值电阻R₁一定时，变阻器接入电路的电阻越小，变阻器消耗的电功率越小”可知，6、7与8，阻值从20Ω减小到4Ω，变阻器消耗的电功率从1.80W减小到1.03W；
（3）由表中数据可知，变阻器消耗的电功率将达到最大值为1.80W，此时R₁=R₂=20Ω．
（4）分析比较表中P₂的数据，从1.03、1.15、1.35、1.61、1.73…可知，当R₂接入电路的电阻为5欧时，P₂为1.15瓦．
（5）为了验证结论的普遍性，除更换不同电源进行多次实验外，还可以使用阻值不同的电阻进行多次实验，测出多组实验数据，不能采用改变两个电阻的连接方式继续实验，因为实验探究的是串联电路中两个电阻消耗电功率的变化规律．
故答案为：（1）变阻器接入电路的电阻越小，定值电阻消耗的电功率越大；（2）6、7与8；（3）R₁=R₂；（4）1.15；（5）A、B．

点评 本题主要考查了实验数据的处理能力，正确处理实验数据是得出实验结论的关键，我们应加强实验数据处理能力的培养．