Question

4．如圖 所示是小明“探究串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖．
（1）實(shí)驗(yàn)步驟
A．按圖（甲）所示接好電路，閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)置于最右端（選填“最左”或“最右”）；
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P不動，用電壓表測出燈泡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(diǎn)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(shí)驗(yàn)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．
另一小組的小芳通過實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論：串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓不一定相等，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，具有偶然性，而小芳的不同．
（3）小明按圖所示接好電路，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短路或定值電阻R₀斷路．為進(jìn)一步確定故障，可選用電流表串聯(lián)入電路，如果電流表有示數(shù)，則故障是燈泡L短路．

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(hù)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(shí)驗(yàn)中要換用不同規(guī)格的用電器多次測量，小明實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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）燈不亮說明燈泡短路或某處斷路，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；電流表有示數(shù)，說明電路位通路．

解答 解：（1）A、實(shí)驗(yàn)中，開關(guān)閉合之前，要移動滑動變阻器的滑片，將滑動變阻器調(diào)到最大阻值處，即最右端；
C、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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣得出的結(jié)論才具有普遍性；
（3）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；
電流表接入電路后，有示數(shù)說明電路是通路，可排除定值電阻R₀斷路的情況．
故答案為：（1）A、最右；C、保持滑片P不動，用電壓表測出燈泡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，具有偶然性，而小芳的不同．
（3）燈泡L短路；定值電阻R₀斷路；燈泡L短路．

點(diǎn)評 考查了實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)、故障分析等內(nèi)容，解題時要圍繞串聯(lián)電路的電壓規(guī)律去分析得出結(jié)論，需要注意的是在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，連接電路時開關(guān)都必須是斷開的；實(shí)驗(yàn)中既要選擇不同規(guī)格的用電器又要選擇阻值不同的用電器，發(fā)現(xiàn)共同點(diǎn)，這樣得出的結(jié)論才具有普遍性，才有說服力．