Question

1．如圖甲所示是小明、小芳等同學(xué)“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．
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）實(shí)驗(yàn)中，滑片P向左移動過程中，燈泡的亮度變亮（填“變量”、“變暗”、“不變”）．
（3）小明同學(xué)某次測得電阻R₀兩端的電壓如圖丙所示，斷開開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)電壓表如圖乙所示，原因是實(shí)驗(yàn)前，電壓表未調(diào)零．則此時R₀兩端的電壓為1.4V．
（4）小芳同學(xué)按圖（甲）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R₀斷路．為進(jìn)一步確定故障，應(yīng)將電壓表接R（填L或R）兩端．
（5）討論交流：糾正錯誤后，小明通過實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論：串聯(lián)電路中各個電器兩端的電壓相等，總電壓等于各個電器兩端電壓之和；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，而小芳的不同．

Answer 1

分析 （1）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）由電路圖可知，滑動變阻器R與定值電阻、燈泡L串聯(lián)，滑片P向左移動過程中，接入電路中的電阻變小，據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化；
（3）從電壓表的正確使用的角度分析即可解決；由于沒有調(diào)零，所以在讀數(shù)時，應(yīng)將沒有調(diào)零的那段位置也算上．
（4）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．
（5）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．

解答 解：（1）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）由電路圖可知，滑動變阻器R與定值電阻、燈泡L串聯(lián)，滑片P向左移動過程中，接入電路中的電阻變小，由I=$\frac{U}{R}$可得，電流變大，則小燈泡的亮度變亮；
（3）對于電壓表，在使用前，應(yīng)該先調(diào)零；在該題中，斷開開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)電壓表不指示零刻度，即說明電壓表使用前指針沒有調(diào)零；
據(jù)題可知，由于電壓表沒有調(diào)零，所以比較圖乙和圖丙可知，電壓表的指針偏轉(zhuǎn)了14個小格，由于其分度值是0.1V，所以此時電壓表的示數(shù)是U=14×0.1V=1.4V；
（4）由圖可知，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．
（5）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．
故答案為：（1）保持滑片P不動，用電壓表測出燈泡L兩端電壓U₂；
（2）變亮；
（3）實(shí)驗(yàn)前，電壓表未調(diào)零；1.4；
（4）燈泡L短路或R₀斷路；R；
（5）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．

點(diǎn)評 此題考查了實(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．