Question

15．如圖甲所示是小明“探究串聯電路中電壓的關系”的實驗電路圖．
（1）實驗步驟
A．按圖甲所示接好電路，閉合開關前，滑片P應置于最右端．
B．滑片P移到適當位置，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，重復步驟B、C、D兩次．
（2）討論交流
小明通過對實驗數據分析，得到結論：串聯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論：串聯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．你認為小芳的結論更合理．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，電壓表示數如圖乙所示，則此時R₀兩端的電壓為1.2 V．
（4）小明按圖甲所示接好電路，閉合開關S，無論怎樣移動滑片P，燈泡都不亮，但電壓表有讀數，經檢查：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接好電路閉合開關關，要求把滑動變阻器調到阻值最大的位置，目的是為了保護電路；
②探究串聯電路電壓規律時，要測出總電壓和每一個用電器兩端的電壓，然后尋找規律；
（2）為了得出普遍規律，實驗中要換用不同規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，
容易得出串聯電路各用電器電壓相等的錯誤結論．實驗中要求所選器材規格不同，這樣得到的結論具有一般性；
（3）先確定電壓表的量程，而后判斷分度值，再據指針的位置讀出示數即可；
（4）電壓表有示數，說明電壓表和電源連接的部分電路無斷路．

解答 解：（1）A、按圖甲所示接好電路，開關閉合之前，為了保護電路，應將滑動變阻器調到最大阻值處，即滑片P應置于最右端．
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）小明的結論中“串聯電路中各個電阻兩端的電壓相等”是不合理的，只有串聯兩個電阻的阻值相等時，才會得出這個結論，
因此只是個特殊情況，不是普遍規律；應該像小芳那樣，采用不同阻值的電阻進行實驗，這樣得出的結論才具有普遍性．
（3）電壓表選用的是0～3V量程，分度值為0.1V，指針指在1V后面第2個小格上，因此電壓表的示數是1.2V．
（4）由圖可知，電壓表與定值電阻R₀并聯，燈泡不亮，電壓表有讀數，說明燈泡L短路或R₀斷路．
故答案為：（1）最右；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 考查了實驗操作的注意事項、實驗步驟、實驗結論的評估、電表讀數、故障分析等內容，解題時要圍繞串聯電路的電壓規律去分析得出結論，需要注意的是在電學實驗中，連接電路時開關都必須是斷開的；
實驗中既要選擇不同規格的用電器又要選擇阻值不同的用電器，發現共同點，這樣得出的結論才具有普遍性，才有說服力．