题目内容

10．在探究“串联电路总功率与各部分功率的关系”实验中，实验器材有：6V稳压电源、电流表、电压表、开关各一个；导线若干．
实验原理为P=UI．
（1）该实验还有5Ω、10Ω、⒛Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω电阻各一个，要完成该实验，应选择哪几个电阻？5Ω、10Ω、20Ω．（要求：数量最少）
（2）若某次实验所用的两个电阻分别为5Ω和10Ω，未连接完整的电路如图所示．请将电路连接完整．（要求：电压表测量5Ω电阻两端电压）
（3）若某实验小组在一次实验中，发现10Ω和电源两端的电压都大于3V，5Ω电阻两端电压小于3V．小明认为这三个电压值应该都用电压表大量程测；小刚认为应该用电压表小量程测5Ω电阻两端电压，其他两个电压值都用电压表大量程测．小刚的想法正确．
（4）画出实验用的表格，表中要有必要的信息．
（5）小刚只用5Ω和10Ω电阻，用改变电源电压的方法进行多次实验，这种方法是否正确？不正确．

分析 （1）探究“串联电路总功率与各部分功率的关系”的实验，原理是P=UI，实验探究时实验的次数必须是至少3次，因至少选择3个电阻；
（2）根据欧姆定律计算电路电流的大小以及5Ω电阻两端电压，然后选择电流表和电压表的量程，使电流表串联在电路中，电压表并联在5Ω电阻两端；
（3）根据实验测量的数据以及计算的物理量设计表格．

解答 解：（1）因探究的电路是串联，实验的次数最少至少3次，并且由于至少使用两个电阻串联，所以应选择的电阻至少是三个，即5Ω、10Ω、20Ω的电阻即可；
（2）电路中的电流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{5Ω+10Ω}$=0.4A，因此电流表选择0～0.6A的量程；
由I=$\frac{U}{R}$可知，5Ω电阻两端电压：U′=IR′=0.4A×5Ω=2V，因此电压表选择0～3V量程；
使电流表串联在电路中，电压表并联在5Ω电阻两端；如下图所示：

（3）为减小实验误差，应该用电压表小量程测5Ω电阻两端电压，其他两个电压值都用电压表大量程测，故小刚的想法正确．
（4）实验过程中需要测量的物理量有电流、两个定值电阻两端电压、总电压、各电阻的功率以及总功率；因此表格如下：

物理量　U1/V　U2/V　U/V　I/A　P1/W　P2/W　P/W
　1　　　　　　　
　2　　　　　　　
　3　　　　　　　
（5）如果只用5Ω和10Ω电阻，用改变电源电压的方法进行多次实验，功率与电压比值不变，关系的倍数不变，这种方法不正确．
故答案为：（1）5Ω、10Ω、20Ω；（2）电路图如图所示；（3）小明；（4）如上表所示；（5）不正确．

点评 本题是实验设计题目，要结合功率的计算公式P=UI进行分析，利用好电压表和电流表．

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11.3V0.16A暗
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