Question

7．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：
A．按圖所示接好電路，閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)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P不動，用電壓表測出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(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．
你認為小芳的結(jié)論更合理．理由是小明選擇的是相同的電阻，小芳選擇的電阻值不同，避免了實驗的特殊性．
（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R₀斷路（或L短路）（只需寫一種即可）．為進一步確定故障，接下來的操作是（可以不受器材的限制）用一根導(dǎo)線代替R₀連入電路，L發(fā)光，則R₀斷路（用一電壓表并聯(lián)在燈L兩端，若電壓表無示數(shù)則L短路）（應(yīng)與前面的故障相符）．

Answer 1

分析 （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，目的是保護電路；
（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；為進一步判斷故障，可以將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，根據(jù)電壓表示數(shù)情況判斷故障原因．

解答 解：
（1）閉合開關(guān)前，為保護電路，應(yīng)將滑動變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處，即最右端；
（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R₀斷路（或燈泡L短路）；
為進一步確定故障，用一根導(dǎo)線代替R₀ 連入電路，L發(fā)光，則 R₀ 斷路；
用一電壓表并聯(lián)在燈L兩端，并觀察電壓表有無示數(shù)，如電壓表無示數(shù)說明是燈泡L短路，
故答案為：（1）最右；
（2）小芳；小明選擇的是相同的電阻，小芳選擇的電阻值不同，避免了實驗的特殊性；
（3）R₀ 斷路（或L短路）；用一根導(dǎo)線代替R₀ 連入電路，L發(fā)光，則 R₀ 斷路（用一電壓表并聯(lián)在燈L兩端，若電壓表無示數(shù)則L短路）．

點評 考查了實驗操作的注意事項、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)實驗中，連接電路時開關(guān)都必須是斷開的；實驗中既要選擇不同規(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，這樣得出的結(jié)論才具有普遍性，才有說服力．