题目内容

下面是小红和小文同学在“探究串联电路中的电压关系”时所设计的实验报告．
实验目的：通过实验探究，理解串联电路中总电压与各部分电路电压之间的关系．
器材：电源、两个相同的小灯泡L₁、L₂、一个开关、导线若干条、一只电压表．
实验步骤：（1）设计实验电路图；
（2）按照所设计的电路图连接好电路；
（3）将电压表并联在灯L₁两端，经检查连接无误后，闭合开关，测出灯L₁两端的电压U₁为3V；
（4）再将电压表改接在灯L₂两端，经检查连接无误后，闭合开关，测出灯L₂两端的电压U₂为3V．得出结论：串联电路中，各部分电路电压相等，即U₁=U₂
小红和小文接下来进行了交流与评估，她们认为：
①实验开始前，匆忙忘记了画出实验电路图，请你补画在虚线框内．

②在实验步骤中，缺少了一个重要的探究步骤，请你替她们补上：________
③请你为她们设计一个正确实验时所需记录数据的表格．
④请你对小红和小文的实验过程中存在的问题进行评估，并指出改进措施．

解：①根据实验目的，首先要把两个灯串联在电路中，然后把电压表并联到一个灯的两端；由于每个灯两端的电压都要测量，可以用虚线在另一个灯两端也并联一只电压表．电路图如图所示．
②分析实验步骤可知，他们只是测出了每个灯两端的电压，这样无法得出总电压与各部分电压之间的关系，不能完成实验目的，所以还需要测出L₁、L₂两端的总电压．
③该实验过程中需要记录的数据有三个，分别是L₁两端的电压U₁、L₂两端的电压U₂和总电压U总；另外，一次实验具有很大的偶然性，所以要进行多次实验，可以进行三次．表格如下所示．
④在实验步骤（4）中，他们得出U1=U2的结论，其原因是使用的两个灯泡规格是相同的，这样太特殊，应换成不同规格的灯泡；另外，要多次测量才能得出普遍规律，应该更换不同灯泡进行多次测量．
故答案是：①电路图如下图所示；

②测量L₁、L₂两端的总电压；
③记录数据表格如下：

实验次数	U₁/V	U₂/V	U_总/V
1
2
3

④两个灯泡的规格相同，应不同；实验次数太少，应换用不同的灯泡进行多次测量．
分析：①注意两点：一是两个小灯泡要串联；二是电压表要并联在灯两端．
②在探究串联电路中的电压关系时，根据实验目的，需要知道总电压和各部分电压之间的关系，故还需要测量总电压．
③表格是用来记录实验过程中的测量数据，分析实验过程，需要记录的数据有L₁两端的电压、L₂两端的电压，还有总电压；当然，要进行多次测量．
④实验中，他们使用的两个灯泡规格是相同的，比较特殊，应使用不同规格的灯泡；另外，他们仅实验一次，测出一组数据就得出了结论，应该更换灯泡多测量几次．
点评：该题考查了探究实验过程中需要注意的事项，比如画电路图、设计表格、查找实验过程中的不足，以及实验后的交流与评估，不但要求学生对该实验内容要熟悉，还要对实验探究的程序非常清楚才能正确作答．