志健学习了并联电路和欧姆定律后,利用学过的知识对两个导体并联后的总电阻进行了推导,下面是推导过程:
因为I=I1+I2,把I总=,I1=,I2=代入,则有?=+,而U=U1=U2,所以?=+.
志健想用实验进一步证明他推导的结论是正确的,于是他从实验室找到了三个分别标有3Ω、6Ω、12Ω的定值电阻来进行实验探究.请你帮他设计出合理的实验方案.
(1)请你画出你设计的电路图.
(2)写出实验步骤,并说明如何根据测得的数据证明志健的推导是正确?
网友回答
解:(1)两电阻并联,三只电流表分别测出各支路电流和干路电流,如图所示:
(2)实验步骤:
步骤一、按电路图,把R1=3Ω、R2=6Ω连接到如图的实物图中;
步骤二、闭合开关,分别读出电流表A1、A2、A3的示数,并记录数据I1、I2、I3;
步骤三、断开开关,再把把R1=3Ω、R2=12Ω或R1=6Ω、R2=12Ω连接到电路中,两次重复以上实验,分别得出电流表的示数I1′、I2′、I3′;或I1″、I2″、I3″;
因并联电路各支路两端的电压相等、干路电流等于各支路电流之和;
所以利用I=,可得?=+.分别把以上三组数据带入等式的两边,看是否使其成立,从而判断志健的推导是否正确.
解析分析:用三只电流表分别测出通过两电阻的电流和干路电流,再利用欧姆定律和并联电路的电流关系推导并联电路的电阻关系,据此设计电路和写出实验步骤.
点评:本题考查了学生设计实验和进行试验的能力;关键是学生对欧姆定律,并联电路电流、电压特点的掌握和灵活应用能力,以及实验数据的处理,是一道较难的习题.