Question

如图(甲)所示是小川“探究串联电路中电压的关系”的实验电路图。

(1) 按图(甲)所示的电路图接好电路。
(2)实验步骤：
A．连线时开关应断开，滑片P应置于      端。
B．将滑片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．                                                。
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。
(3)讨论交流
小川用电阻相同的灯泡和定值电阻R₀做实验，得到结论：串联电路中各部分电路两端的电压相等，总电压等于各部分电路两端电压之和。
另一小组的小军用阻值不同的灯泡和定值电阻R₀做实验，得到结论：串联电路中各部分电路两端的电压不相等，总电压等于各部分电路两端电压之和。
分析小川和小军两人的结论，你认为串联电路中电压关系是：                                 
                                      。
(4)小川测电阻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      V。
(5)小川按图(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，不考虑灯L和电阻R同时出现故障的情况，则电路中存在的故障可能是          或            。
(6)为进一步确定故障，小鹏同学将一个电流表正确串联在该电路中，闭合开关S，观察电流表的示数情况：
若电流表有示数，说明故障是：_________________________________；
若电流表无示数，说明故障是：_________________________________。

Answer 1

（1）如图所示（2）右 保持滑片P不动，用电压表测出灯泡两端的电压U₂ （3）串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和 （4）1.2 （5）电阻R₀断路  灯L短路 （6）灯L短路  电阻R₀断路

试题分析：（1）定值电阻R₀和滑动变阻器串联，电压表定值电阻R₀并联。故如上图连接。
（2）①实验中，开关闭合之前，要移动滑动变阻器的滑片，将滑动变阻器调到最大阻值处，即滑片P在最右端；②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。
（3）小川的结论中“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；应该像小军那样，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。同时要抓住核心，故我认为串联电路中电压关系是：串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和。
（4）由图可知此时R₀两端的电压为1.2V。
（5）由图可见，电压表与定值电阻R₀并联，灯泡不亮，则可能是灯被短路或某处断路；电压表有读数，则说明电压表两端与电源两端连通了的。故故障可能是灯泡L短路或R₀断路。
（6）为进一步确定故障，应将电流表正确串联在该电路中，闭合开关S，观察电流表的示数有无示数，如电流表有示数说明电路连通故故障是灯泡L短路，如电流表无示数说明电路断开故故障是电阻R₀断路。