Question

17．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究串聯(lián)電路中兩個(gè)電阻消耗電功率的變化規(guī)律．他們按圖所示連接電路，電源電壓保持不變，定值電阻R₁為20歐．實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們多次改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，并讀出各電表的示數(shù)，分別用公式計(jì)算出變阻器接入電路的電阻R₂、R₁消耗的電功率P₁、R₂消耗的電功率P₂，并將計(jì)算結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在下表中．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	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）分析比較表中P₁隨R₂的變化情況及相關(guān)條件，可初步得出：串聯(lián)電路中，當(dāng)電源電壓和定值電阻R₁一定時(shí)，變阻器接入電路的電阻越小，定值電阻消耗的電功率越大．
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)6、7與8中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可初步得出：串聯(lián)電路中，當(dāng)電源電壓和定值電阻R₁一定時(shí)，變阻器接入電路的電阻越小，變阻器消耗的電功率越小．
（3）分析比較表中P₁、P₂的變化情況及相關(guān)條件可發(fā)現(xiàn)：當(dāng)變阻器接入電路中的電阻R₂與定值電阻R₁之前滿(mǎn)足R₁=R₂時(shí)，變阻器消耗的電功率將達(dá)到最大．
（4）分析比較表中P₂的數(shù)據(jù)，小組同學(xué)又有新的發(fā)現(xiàn)．若再增加一次實(shí)驗(yàn)，并使R₂接入電路的電阻為5歐時(shí)，可推測(cè)P₂為1.15瓦．
（5）小組同學(xué)為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)所得的初步結(jié)論，決定繼續(xù)探究．他們提出了以下三個(gè)初步方案，你認(rèn)為合理的是A、B（選填序號(hào)）．
A．更換不同電壓的電源繼續(xù)實(shí)驗(yàn)
B．更換不同阻值的定值電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)
C．改變兩個(gè)電阻的連接方式繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可以看出R₂減小，P₁增大（或：P₁隨R₂的減小而增大）；
（2）根據(jù)“串聯(lián)電路中，當(dāng)電源電壓和定值電阻R₁一定時(shí)，變阻器接入電路的電阻越小，變阻器消耗的電功率越小”找出實(shí)驗(yàn)序號(hào)．
（3）根據(jù)變阻器消耗的電功率將達(dá)到最大，可知當(dāng)功率為1.80是最大值，然后可得出結(jié)論；
（4）根據(jù)P₂的數(shù)據(jù)從1.03、1.15、1.35、1.61、1.73…可得出當(dāng)R₂接入電路的電阻為5歐時(shí)，可推測(cè)P₂的數(shù)值．
（5）進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以使用不同阻值的定值電阻，也可以通過(guò)改變電源電壓而實(shí)現(xiàn)多次測(cè)量．

解答 解：（1）分析比較表中P₁隨R₂的變化情況及相關(guān)條件，P₁隨R₂的減小而增大；
可初步得出：串聯(lián)電路中，當(dāng)電源電壓和定值電阻R₁一定時(shí)，變阻器接入電路的電阻越小，定值電阻消耗的電功率越大；
（2）根據(jù)結(jié)論：“串聯(lián)電路中，當(dāng)電源電壓和定值電阻R₁一定時(shí)，變阻器接入電路的電阻越小，變阻器消耗的電功率越小”可知，6、7與8，阻值從20Ω減小到4Ω，變阻器消耗的電功率從1.80W減小到1.03W；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，變阻器消耗的電功率將達(dá)到最大值為1.80W，此時(shí)R₁=R₂=20Ω．
（4）分析比較表中P₂的數(shù)據(jù)，從1.03、1.15、1.35、1.61、1.73…可知，當(dāng)R₂接入電路的電阻為5歐時(shí)，P₂為1.15瓦．
（5）為了驗(yàn)證結(jié)論的普遍性，除更換不同電源進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)外，還可以使用阻值不同的電阻進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不能采用改變兩個(gè)電阻的連接方式繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)探究的是串聯(lián)電路中兩個(gè)電阻消耗電功率的變化規(guī)律．
故答案為：（1）變阻器接入電路的電阻越小，定值電阻消耗的電功率越大；（2）6、7與8；（3）R₁=R₂；（4）1.15；（5）A、B．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力，正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的關(guān)鍵，我們應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力的培養(yǎng)．