Question

5．如图甲所示是小梁“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把如图乙实物图连接完成．
（2）实验步骤：
A．连线时开关应断开，滑片P应置于右端．（填“左”或“右”）
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．保持滑片P不动，用电压表测出灯泡两端的电压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．
（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的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）小川测电阻R₀两端的电压时，电压表示数如图丙所示，则此时R₀两端的电压为1.2V．
（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
是电阻R₀断路或灯L短路．
（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，说明故障是灯L短路若电流表无示数，说明故障是：电阻R₀断路．

Answer 1

分析 （1）定值电阻与滑动变阻器串联，电压表并联在定值电阻两端，注意滑动变阻器按一上一下的原则接线；
（2）①进行电学实验时，开关要断开，滑动变阻器的滑片移到最大阻值处；
②探究串联电路电压的规律，用电压表分别测出各用电器两端的电压，然后分析数据得出结论．
（3）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寻找共同的规律．
（4）电压表读数时，要看清量程和对应的分度值，根据指针的位置读数．
（5）电压表有示数，说明电压表和电源连接的部分电路无断路；
（6）电路发生短路时，电路为通路，电流表有示数；电路发生断路时，电路中没有电流，电流表无示数．

解答 解：（1）使定值电阻与滑动变阻器串联，电压表并联在定值电阻两端，如下图所示：

（2）A、连线时开关应断开，闭合开关前，要移动滑动变阻器的滑片，将滑动变阻器调到最大阻值处，故将滑片移至最右端；
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．
（3）小川和小军的结论都具有片面性，串联电路中电压的规律应该是两种情况的共同点，因此正确的结论为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和．
（4）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，因此读数为1.2V．
（5）根据电路图可知，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；
（6）为进一步确定故障，将电流表串联在电路中，若电流表有示数，说明L短路；如果电流表无示数，说明电阻R₀断路．
故答案为：（1）见解答图；（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．

点评 考查了根据电路图连接实物、实验操作的注意事项、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；实验中既要选择阻值相同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．