Question

15．如圖甲所示是小明“探究串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系”的實驗電路圖．

（1）實驗步驟
A．按圖甲所示接好電路，閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)置于右端．
B．滑片P移到適當(dāng)位置，用電壓表測出定值電阻R₀兩端的電壓U₁．
C．保持滑片不動，電壓表測出燈泡L兩端的電壓U₂．
D．保持滑片P不動，用電壓表測出a、b兩點之間的電壓U．
E．移動滑片P的位置，重復(fù)步驟B、C、D兩次．
（2）討論交流：小明通過對實驗數(shù)據(jù)分析，得到結(jié)論：串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓相等，總電壓等于各個電阻兩端電壓之和．
另一小組的芳通過實驗得到結(jié)論：串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓不相等，總電壓等于各個電阻兩端電壓之和．
你認(rèn)為小芳的結(jié)論更合理．理由是小明所用定值電阻的阻值與燈泡的阻值相同，而小芳的不同．
（3）小明測電阻R₀兩端的電壓時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，則此時R₀兩端的電壓為1.2V．
（4）小明按圖甲所示接好電路，閉合開關(guān)S，無論怎樣移動滑片P，燈泡都不亮，但電壓表有讀數(shù)，經(jīng)檢查：除燈L和定值電阻R₀外，其余都沒有問題，則電路中存在的故障可能是燈泡L短路或R₀斷路．

Answer 1

分析 （1）①接好電路閉合開關(guān)關(guān)，要求把滑動變阻器調(diào)到阻值最大的位置，目的是保護電路；②探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律時，要測出總電壓和每一個用電器兩端的電壓，然后尋找規(guī)律；
（2）為了得出普遍規(guī)律，實驗中要換用不同規(guī)格的用電器多次測量，小明實驗中，定值電阻和小燈泡的阻值相同，容易得出串聯(lián)電路各用電器電壓相等的錯誤結(jié)論．實驗中要求所選器材規(guī)格不同，這樣得到的結(jié)論具有一般性；
（3）先確定電壓表的量程，而后判斷分度值，再據(jù)指針的位置讀出示數(shù)即可．
（4）電壓表有示數(shù)，說明電壓表和電源連接的部分電路無斷路．

解答 解：（1）按圖1所示接好電路，閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)置于最右端，這樣做的目的是保護電路；
用電壓表測出了定值電阻R₀兩端的電壓U₁之后，應(yīng)該保持滑片P不動，用電壓表測出燈泡L兩端的電壓U₂．
（2）小明的結(jié)論中“串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓相等”是不合理的，只有串聯(lián)兩個電阻的阻值相等時，才會得出這個結(jié)論，因此只是個特殊情況，不是普遍規(guī)律；應(yīng)該像小芳那樣，采用不同阻值的電阻進行實驗，這樣得出的結(jié)論才具有普遍性．
（3）該電壓表選的是小量程，分度值是0.1V，所以此時電壓表的示數(shù)是1.2V；
（4）由圖可見，電壓表與定值電阻R₀并聯(lián)，燈泡不亮，電壓表有讀數(shù)，說明燈泡L短路或R₀斷路．
故答案為：（1）右；保持滑片不動，電壓表測出燈泡L兩端的電壓U₂；
（2）小芳；小明所用定值電阻的阻值與燈泡的阻值相同，而小芳的不同；
（3）1.2；
（4）燈泡L短路或R₀斷路．

點評 研究并聯(lián)電路電流的規(guī)律中，如果小燈泡的規(guī)格相同，會得出“并聯(lián)電路，各支路電流相等”的錯誤結(jié)論；研究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律中，如果小燈泡的規(guī)格相同，會得出“串聯(lián)電路，各用電器兩端電壓相等”的錯誤結(jié)論．因此在實驗中盡量選用不同規(guī)格的小燈泡，這樣得出的結(jié)論才具有普遍性，才有說服力．