Question

实验桌上有如下实验器材：电压保持不变的电源一个，已知阻值为R的定值电阻一个，电阻箱（电路图符号）一个，已调零、符合要求的电流表和电压表各一个，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：“电压一定时，电路消耗的总功率P跟电阻R的关系为：（b、P为常量）”
请你画出实验电路图，写出实验步骤，并设计出实验数据表格．

Answer

（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P=可知，定值电阻的功率不变为P=；
（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，用电流表A2测出通过变阻箱的电流，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．
【解析】
（1）定值电阻与电阻箱并联，电压表测量并联电路两端电压，电路如图所示；

（2）实验步骤：
①按电路图连接电路，电阻箱调到适当阻值，读出变阻箱R的阻值并记录到表格中；
②闭合开关S，读出电压表的示数为U，并将R、U的数值记录表格中；  
③断开开关S，改变电阻箱R的阻值，重复步骤②做5次；     
④利用功率公式求出电阻R与R消耗的功率．
P=；P′==（b为常量）；
然后求出总功率P=P′+P=+P算出6次总功率，并将数值记录在表格中． 
（3）实验数据记录表：
1 2 3 4 5 6
R/Ω            
U/V            
P/W