题目内容

2.在做“探究串联电路的电压规律”的实验中,有多个灯泡和电压表可供使用.小玲把两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上,电路原理图如图所示.
(1)当把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时,闭合开关后测得的数据是UAB=0,UBC=12V,UAC=12V,若灯泡L2及其连接均是良好的,则故障是灯L1发生短路.
(2)(3分)小玲把故障排除后,实验继续进行,通过测量得到的两组实验数据如下表:
实验次数N(次)UAB(V)UBC(V)UAC(V)
14812
26612
从表中这两组实验数据,可以得出结论:串联电路中总电压等于各部分电路电压之和.
(3)(3分)事实上仅以两组实验数据为依据得出的实验结论,是欠妥的.原因是:所做的实验次数少,得出的实验结论偶然(选填“必然”或“偶然”)性误差大.
(4)(3分)若要求电路改进,且用一个滑动变阻器代替一只灯泡,连入电路的电压表有测 AB、BC间的电压表V1、V2外,还用一个测AC间电压的表V3,请把电路作在右边虚线框内.

分析 (1)闭合开关灯泡不亮,原因有两个:断路或短路.已知两灯串联都不亮,所以不可能是一灯短路,只能是断路.
(2)串联电路中,总电压等于各部分电路两端的电压之和.
(3)对于探究性实验结论的得出需要测量大量的实验数据,通过数据之间的关系,寻找基本规律.
(4)多次测量总结电压规律的方法:可以更换不同的灯泡进行多次测量;也可以改变电压进行多次测量;也可以通过调节滑动变阻器进行多次测量.

解答 解:(1)如果灯泡L1短路,电路中只有灯泡L2电压表相当于测量的电源电压,所以有UAB=0,UBC=12V,UAC=12V;
如果灯泡L1正常,灯泡L2开路,电压表相当于测量的电源电压,所以有UAB=0,UBC=12V,UAC=12V;
如果灯泡L1短路,同时灯泡L2开路,电压表相当于测量的电源电压,所以有UAB=0,UBC=12V,UAC=12V.
综上所述可知导致该现象的原因是:灯泡L1短路或L2断路,或L1短路同时L2断路;
(2)由表中的实验数据可知4+8=12,6+6=12,所以可得结论为:串联电路中,总电压等于各部分电路两端的电压之和.
(3)实验的次数越少,得出的实验结论越具有偶然性;
(4)本题原实验是通过更换不同的灯泡进行多次测量,实验过程较麻烦,可通过调节滑动变阻器进行多次测量,实验电路图如下图所示:

故答案为:
(1)短路;
(2)之和;
(3)偶然;
(4)见上图.

点评 利用电压表示数判断电路故障,能否了解串联分压的特点(电路中电阻越大,电阻两端的电压越高)是解题的关键,实验时要得出普遍结论就要多次量几次数据,避免偶然性,同时还有尽量减少实验误差..

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