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    17．小红同学对串联电路进行探究，她先后连接的电路如图甲、乙所示，已知R1的阻值是4欧，电源是两节干电池，甲、乙两电路图中电源是同一电池组，电压表规格相同．
    实验测得的数据如表所示：
    电压表V电压表V1电压表V2电压表V3
    3.0伏1.2伏1.5伏2.7伏
    （1）分析电压表V1、V2、V3示数，可得出的串联电路的特点是串联电路中总电压等于各部分电路电压之和．或U3=U1+U2；
    （2）开关闭合1分钟，电阻R2放出的热量是多少？
    （3）小红继续探究串联电路的特点，先把电流表接在R1与R2之间，再接在R1与电源之间，最后接在R2与电源之间，她探究的问题是探究串联电路的电流特点；
    （4）小红仔细分析记录的电压表的示数，发现电压表V1与电压表V2示数之和与电压表V1示数相等，而与电压表V的示数有差异，是不是测量过程有错误？她认真仔细地又测量两次，数据无误．这是为什么？请你提出一个合理的假设通电时电源本身可能消耗电能，所以电压降低．

    分析 （1）分析表中相关数据可以得出串联电路电压的特点；
    （2）由I=$\frac{U}{R}$可得电路中电流，串联电路中电流处处相等，已知电阻R2两端电压可求得R2的阻值，利用W=Q=I2Rt可求得开关闭合1分钟，电阻R2放出的热量
    （3）当电流表接在串联电路的不同位置时，是探究串联电路各处的电流关系．
    （4）猜想时不能太随意，要有根据地去猜想．把电阻串联后接入电路，两个电阻两端的电压不等于电源电压，说明还有元件承担了一部分电压，分析图中的元件可以猜想，电源本身有电阻，可能会承担电压．

    解答 解：（1）分析图乙可知，电压表V1测的是R1两端的电压，V2测的是R2两端的电压，V3测的是R1和R2串联后的总电压，根据电压表的示数，可以得出串联电路的总电压等于各部分电路电压之和的结论．
    （2）由I=$\frac{U}{R}$可得，电路中电流I=I1=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{1.2V}{4Ω}$=0.3A，
    串联电路中电流处处相等，则I2=I1=0.3A，
    由I=$\frac{U}{R}$可得R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω，
    开关闭合1分钟，电阻R2放出的热量W=Q=${I}_{1}^{2}$R2t=（0.3A）2×5Ω×60s=27J．
    （3）分别把电流表接到串联电路的不同位置，通过分析比较每次电流表的示数，可以探究串联电路的电流特点．
    （4）电源由两节干电池串联，则电源电压为3V，而在实验中测的是串联电路的总电压只有2.7V，小于电源电压，说明还有0.3V的电压可能被电源承担，所以可以猜想通电时电源本身可能消耗电能，所以电压降低．
    故答案为：（1）串联电路中总电压等于各部分电路电压之和．或U3=U1+U2；
    （2）电阻R2放出的热量是27J；
    （3）探究串联电路的电流特点；
    （4）通电时电源本身可能消耗电能，所以电压降低．

    点评 该题通过探究实验考查了串联电路的电压和电流的特点，以及对实验数据进行分析的能力．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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