Question

6．小明同學的實驗小組對串聯電路電壓規律進行了科學探究．
（1）按如圖所示的電路圖連接電路，開關必須斷開．
（2）閉合開關，發現電壓表示數為零，小燈泡L₂更亮了，存在的故障可能是L₁短路．
（3）排除故障，用電壓表測出L₁兩端的電壓．
（4）在測L₂兩端的電壓時，小明為了節省時間，采用以下方法：電壓表所接的B接點不動，只斷開A接點，并改造接到C接點上，這個方法能否測出L₂兩端的電壓？不能（能/不能），因為電壓表正負接線柱接反了．
（5）方法改進后，測出AB、BC、AC間的電壓記錄在下面表格中，小明分析實驗數據得出結論：串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，得出結論后，小明又更換了不同規格的兩組小燈泡重復進行試驗，小明說這樣做是為了使實驗的結論具有普遍性．
（6）另一個實驗小組，進行探究時發現，只有一個燈泡可以使用，同時實驗盒中還有一個滑動變阻器，其他器材充足，你能設計一個簡單方案，幫助這個小組完成實驗嗎？請畫出設計電路，并寫出簡要操作．

Answer 1

分析 （1）拆接電路時為防止短路，開關應斷開；
（2）L₁短路將使燈泡L₂更亮且電壓表示數為零；
（4）電流需從電壓正接線柱流入，從負接線柱流出；
（5）多次實驗得到必然規律，避免偶然性；
（6）利用滑動變阻器，改變其連入電路的阻值，從而實現多次實驗，得到串聯電路電壓的普遍規律．

解答 解：（1）連接電路前，開關應斷開；
（2）閉合開關，發現電壓表示數為零，小燈泡L₂更亮了，說明L₂沒有問題，故障在L₁處；
當L₁短路時，電壓表相當于測量導線的電壓，故其示數為零；同樣由于L₁短路，電路中的電阻減小，電流增大，使L₂更亮；所以，存在的故障是L₁短路；
（4）電壓表所接的B接點不動，只斷開A接點，并改造接到C接點上，這樣會使電壓表的正負接線柱接反，指針將反偏，故不能測量L₂兩端的電壓；
（5）為使實驗結論更具普遍性，應多次實驗；
（6）要研究串聯電路電壓規律，則滑動變阻器應與小燈泡串聯，電路設計如下：

簡要操作：①閉合開關，用電壓表分別測出AB、BC和AC之間的電壓；②兩次改變滑動變阻器連入電路的阻值，并分別測出AB、BC和AC之間的電壓；
故答案為：
（1）斷開；（2）L₁短路；（4）不能；電壓表正負接線柱接反了；（5）普遍性；
（6）電路圖如上所示；
簡要操作：①閉合開關，用電壓表分別測出AB、BC和AC之間的電壓；
②兩次改變滑動變阻器連入電路的阻值，并分別測出AB、BC和AC之間的電壓．

點評 探究串聯電路電壓規律時，應使電路中各部的阻值不等，且多次實驗才能得到普遍規律；故用燈泡做該實驗時，燈泡的規格應不同；用滑動變阻器代替其中一個燈泡時，應改變滑動變阻器的阻值，進行多次實驗．