题目内容

15.如图甲所示是小明“探究串联电路中电压的关系”的实验电路图.
(1)实验步骤
A.按图甲所示接好电路,闭合开关前,滑片P应置于最右端.
B.滑片P移到适当位置,用电压表测出定值电阻R0两端的电压U1.
C.保持滑片不动,电压表测出灯泡L两端的电压U2.
D.保持滑片P不动,用电压表测出a、b两点之间的电压U.
E.移动滑片P的位置,重复步骤B、C、D两次.
(2)讨论交流
小明通过对实验数据分析,得到结论:串联电路中各个电阻两端的电压相等,总电压等于各个电阻两端电压之和.
另一小组的小芳通过实验得到结论:串联电路中各个电阻两端的电压不相等,总电压等于各个电阻两端电压之和.你认为小芳的结论更合理.理由是小明所用定值电阻的阻值与灯泡的阻值相同,而小芳的不同.
(3)小明测电阻R0两端的电压时,电压表示数如图乙所示,则此时R0两端的电压为1.2 V.
(4)小明按图甲所示接好电路,闭合开关S,无论怎样移动滑片P,灯泡都不亮,但电压表有读数,经检查:除灯L和定值电阻R0外,其余都没有问题,则电路中存在的故障可能是灯泡L短路或R0断路.

分析 (1)①接好电路闭合开关关,要求把滑动变阻器调到阻值最大的位置,目的是为了保护电路;
②探究串联电路电压规律时,要测出总电压和每一个用电器两端的电压,然后寻找规律;
(2)为了得出普遍规律,实验中要换用不同规格的用电器多次测量,小明实验中,定值电阻和小灯泡的阻值相同,
容易得出串联电路各用电器电压相等的错误结论.实验中要求所选器材规格不同,这样得到的结论具有一般性;
(3)先确定电压表的量程,而后判断分度值,再据指针的位置读出示数即可;
(4)电压表有示数,说明电压表和电源连接的部分电路无断路.

解答 解:(1)A、按图甲所示接好电路,开关闭合之前,为了保护电路,应将滑动变阻器调到最大阻值处,即滑片P应置于最右端.
C、用电压表测出了定值电阻R0两端的电压U1之后,应该保持滑片P不动,用电压表测出灯泡L两端的电压U2.
(2)小明的结论中“串联电路中各个电阻两端的电压相等”是不合理的,只有串联两个电阻的阻值相等时,才会得出这个结论,
因此只是个特殊情况,不是普遍规律;应该像小芳那样,采用不同阻值的电阻进行实验,这样得出的结论才具有普遍性.
(3)电压表选用的是0~3V量程,分度值为0.1V,指针指在1V后面第2个小格上,因此电压表的示数是1.2V.
(4)由图可知,电压表与定值电阻R0并联,灯泡不亮,电压表有读数,说明灯泡L短路或R0断路.
故答案为:(1)最右;保持滑片不动,电压表测出灯泡L两端的电压U2;
(2)小芳;小明所用定值电阻的阻值与灯泡的阻值相同,而小芳的不同;
(3)1.2;
(4)灯泡L短路或R0断路.

点评 考查了实验操作的注意事项、实验步骤、实验结论的评估、电表读数、故障分析等内容,解题时要围绕串联电路的电压规律去分析得出结论,需要注意的是在电学实验中,连接电路时开关都必须是断开的;
实验中既要选择不同规格的用电器又要选择阻值不同的用电器,发现共同点,这样得出的结论才具有普遍性,才有说服力.

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