Question

实验桌上有如下实验器材：电源电压不变的电源一个，阻值已知的定值电阻一个，电阻箱（电路图符号）一个，已调零的电流表两块、开关一个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明：“两个电阻R₁与R₂并联时，如果并联电路两端的电压U及R₁的阻值保持不变，则电阻R₁与R₂消耗的总功率P跟电阻R₂的关系为：（k₁、k₂为常量）”。

Answer 1

（1）实验电路图

（2）实验步骤：
①如图连接电路，电阻箱调到适当阻值。闭合开关S，用电流表A₁测出通过定值电阻R₁的电流I₁，用电流表A测出干路的电流I，读出变阻箱R₂的阻值，并将R₂、R₁、I₁、I记录到表格中；
②断开开关S，改变电阻箱R₂的阻值5次，重复步骤①并将相应的R₂、R₁、I₁、I数值记录在表格中；
③利用P＝I₁²R₁+（I- I₁）² R₂分别计算出电阻R₁与R₂消耗的总功率P，并将数值记录在表格中。
（3）实验数据记录表

R2 /Ω
R1 /Ω
I1 / A
I/ A
P / W

试题分析：（1）根据实验目的可知定值电阻与电阻箱并联，且电源的电压不变；根据并联电路：各用电器独立工作、互不影响及功率公式可知，定值电阻的功率不变为=k₂；电阻箱的功率为，电阻R₁与R₂消耗的总功率P跟电阻R₂的关系为：（k₁、k₂为常量）（2）调节电阻箱使其接入电路的电阻发生变化，用电流表A1测出流过定值电阻R₁的电流I₁，用电流表A₂测出通过变阻箱R₂和R₁的总电流I，将数据记录在实验记录表中；再分别多次改变电阻箱的阻值，把电流表的示数记录在实验记录表中；（3）最后利用并联电路的功率特点，欧姆定律及功率公式分析计算即可证明结论．电阻R₁与R₂消耗的总功率P跟电阻R₂的关系为：（k₁、k₂为常量）