Question

如圖所示是小明“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（請完成步驟中所缺內(nèi)容）
A．按圖所示接好電路，閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)置于______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．______．
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．
另一小組的小芳通過實驗得到結(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______的結(jié)論更合理．理由是______．
（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______．為進(jìn)一步確定故障，接下來的操作是（可以不受器材的限制）______．

Answer 1

解：（1）①實驗中，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；
②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)行實驗，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；為進(jìn)一步確定故障，應(yīng)將電壓表接在滑動變阻器R兩端并觀察電壓表有無示數(shù)，如電壓表有示數(shù)說明是燈泡L短路，如電壓表無示數(shù)說明是電阻R₀斷路．
故答案為：
（1）右或電阻最大；
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，而小芳的不同．
（3）燈泡L短路或R₀斷路；電壓表接在滑動變阻器R兩端并觀察電壓表有無示數(shù)．
（或把電流表接在電路中并觀察電流表有無示數(shù)；或把導(dǎo)線接在R₀兩端并觀察燈泡的發(fā)光情況；或移動滑片觀察電壓表示數(shù)是否變化．）
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）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；為進(jìn)一步判斷故障，可以將電壓表并聯(lián)在滑動變阻兩端，根據(jù)電壓表示數(shù)情況判斷故障原因．
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．