Question

11．小明、小華、小軍三位同學(xué)在物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，對“串聯(lián)電路電壓規(guī)律”進(jìn)行探究．
【猜想與假設(shè)】串聯(lián)電路總電壓等于各用電器兩端的電壓之和
（1）按電路圖連接電路；
（2）閉合開關(guān)，用電壓表測出L₁兩端的電壓；
（3）在測L₂兩端的電壓時(shí)，小明同學(xué)為了節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，采用以下方法：電壓表所接的B接點(diǎn)不動(dòng)，只斷開A接點(diǎn)，并改接到C接點(diǎn)上；
（4）測出AC間的電壓．
【交流與評估】
（1）在連接電路時(shí)，開關(guān)必須斷開；
（2）小明用上面的方法不能測出L₂兩端的電壓，理由是電壓表正負(fù)接線柱接反了；
（3）方法改進(jìn)后，所測出AB、BC、AC間的電壓記錄在下面表格中．分析小明同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是串聯(lián)電路中總電壓等各用電器兩端電壓之和（或U_AC=U_AB+U_BC）；

UAB/V	UBC/V	UAC/V
2.0	1.8	3.8

（4）這個(gè)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)方案上還存在的不足之處是實(shí)驗(yàn)次數(shù)少；
（5）小軍同學(xué)按圖示電路圖連接電路，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)L₂燈亮，L₁燈不亮，電壓表的示數(shù)為0，造成該現(xiàn)象可能的原因是L₁短路（或電壓表短路）；
（6）細(xì)心的小明還發(fā)現(xiàn)：電壓較大的那個(gè)燈泡比另一個(gè)亮，且更換了不同規(guī)格的燈泡總是這樣，于是他得出了“不同燈泡的亮暗和電壓有關(guān)，電壓高的燈泡亮，電壓低的燈泡暗”的結(jié)論，你認(rèn)為該結(jié)論錯(cuò)誤（選填“正確”“錯(cuò)誤”）．

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)，開關(guān)必須要斷開，斷開的目的是為了保護(hù)電路，以防止由于接錯(cuò)出現(xiàn)短路燒壞電源；
（2）電壓表要準(zhǔn)確的測量用電器兩端的電壓，必須嚴(yán)格按照電壓表的使用規(guī)則進(jìn)行操作，所以判斷李瑞同學(xué)能不能用此方法測出L₂兩端的電壓，就看電壓表此時(shí)是否與L₂并聯(lián)，正負(fù)接線柱的接法是否正確；
（3）將AB間電壓與BC間電壓相加，即可判斷出是否與AC間電壓相等；電壓表與燈泡并聯(lián)根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知對電路結(jié)構(gòu)有影響；由題意可知L₁ 和L₂串聯(lián)，電壓表V₁測量燈泡L₁兩端的電壓，V₂測量L₂兩端的電壓；
（4）為得出普遍結(jié)論，應(yīng)使用不同規(guī)格的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
（5）在用電壓表判斷電路故障時(shí)，可以根據(jù)以下規(guī)律進(jìn)行：
當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí)，電壓表所測范圍之內(nèi)出現(xiàn)短路，或者所測范圍之外出現(xiàn)開路；
當(dāng)電壓表示數(shù)較大（或等于電源電壓）時(shí)，電壓表所測范圍之外出現(xiàn)短路，或者所測范圍之內(nèi)出現(xiàn)開路；
（6）燈泡亮度是由燈泡的電功率決定的，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與電功率公式分析答題．

解答 解：
（1）在拆接電路時(shí)，開關(guān)必須斷開；
（2）當(dāng)電壓表B點(diǎn)不動(dòng)，只斷開A點(diǎn)，并改接到C點(diǎn)上時(shí)，雖然電壓表此時(shí)與L₂并聯(lián)，但電壓表的正負(fù)接線柱卻是反的，閉合開關(guān)后，指針會(huì)反向偏轉(zhuǎn)，所以不能測出L₂兩端的電壓；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知：U_AB+U_BC=3.8V，這與U_AC間電壓不相等，所以可得結(jié)論：串聯(lián)電路中總電壓等各用電器兩端電壓之和（或U_AC=U_AB+U_BC）；
（4）由實(shí)驗(yàn)可知，該實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，只測出了一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)此時(shí)太少，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性和片面性，為得出普遍結(jié)論，應(yīng)改變燈泡的規(guī)格進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)或改變電源電壓進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)；
（5）由題意可知，電流表無示數(shù)，說明電路中沒有電流，故說明電路中可能出現(xiàn)了開路，則可能L₁短路（或電壓表短路）．
（6）兩燈泡串聯(lián)，通過它們的電流I相等，由P=UI可知，燈泡電壓越大，燈泡實(shí)際功率越大，燈泡越亮，燈泡的亮度是由燈泡的實(shí)際功率決定的，不是由電壓決定的，因此小明的結(jié)論是錯(cuò)誤的．
故答案為：（1）斷開；
（2）電壓表正負(fù)接線柱接反了；
（3）串聯(lián)電路中總電壓等各用電器兩端電壓之和（或U_AC=U_AB+U_BC）；   
（4）實(shí)驗(yàn)次數(shù)少；
（5）L₁短路（或電壓表短路）；
（6）錯(cuò)誤．

點(diǎn)評 本題是一道實(shí)驗(yàn)題，做此題時(shí)要圍繞串聯(lián)電路的電壓規(guī)律去分析解答，需要注意的是在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，連接電路時(shí)開關(guān)都必須是斷開的．