Question

【题目】小东同学在做电学实验时，准备了如下实验器材：电源电压恒定且未知、电流表、定值电阻，滑动变阻器、开关、导线若干，为了证明：“当滑动变阻器与定值电阻串联两端的总电压恒定时，流过滑动变阻器的电流越大，滑动变阻器两端的电压越小”，他设计了如图甲所示的电路。

为完成实验，需要添加的实验器材是：

在图中画出需要添加的器材；

写出实验步骤；

画出实验数据记录表格；

小东同学在实际的实验中，进行了充分的实验数据收集，并画出了滑动变阻器两端的电压U随流过滑动变阻器的电流I变化的图象，如图乙所示。依据该图象可知，小东同学所用电源的电压为多少？

Answer 1

【答案】见解析所示

【解析】分析：（1）（2）根据实验目的确定添加的实验器材并画出电路图；

（3）按电路图连接电路；将变阻器阻值调到最大，闭合S，调节滑片P到适当位置，记下电压表和电流表的示数U、I，并记录在表中；为得出普遍性的规律要多次测量；

（4）根据测量的设计表格内容；

（5）由图乙数据，根据欧姆定律和串联电路的规律，因电源电压不变列方程求电源电压。

解答：（1）研究当滑动变阻器与定值电阻串联两端的总电压恒定时，流过滑动变阻器的电流越大，滑动变阻器两端的电压越小”，要用电流表测变阻器的电流，用电压表测量变阻器的电压，故需要添加的实验器材是电压表；

（2）将电压表并联在变阻器的两端，如下所示；

（3）实验步骤：①按电路图连接电路；

②将变阻器阻值调到最大，闭合S，调节滑片P到适当位置，记下电压表和电流表的示数U、I，并记录在表中；

③改变滑片P的位置，分别记下电压表和电流的示数，并记录在表中；

④仿照步骤③再做一次实验；

（4）记录实验表格：

I/A
U/V

（5）由图乙知，当电压表示数为U21=1.5V时，电流表示示数为I21=0.1A，当电压表示数为U22=1.0V时，电流表示示数为I22=0.2A，根据欧姆定律和串联电路的规律，因电源电压不变，列方程有：，即，R1=5Ω，电源电压：。

故答案为：（1）电压表； （2）如上图； （3）①按电路图连接电路；②将变阻器阻值调到最大，闭合S，调节滑片P到适当位置，记下电压表和电流表的示数U、I，并记录在表中；③改变滑片P的位置，分别记下电压表和电流的示数，并记录在表中；④仿照步骤③再做一次实验； （4）如上表所示； （5）2。