Question

6．小明、小華、小軍三位同學在物理實驗時，對“串聯電路電壓規(guī)律”進行探究．

【猜想與假設】串聯電路總電壓等于各用電器兩端的電壓之和
（1）按電路圖連接電路；
（2）閉合開關，用電壓表測出L₁兩端的電壓；
（3）在測L₂兩端的電壓時，小明同學為了節(jié)省實驗時間，采用以下方法：電壓表所接的B接點不動，只斷開A接點，并改接到C接點上；
（4）測出AC間的電壓．
【交流與評估】
（1）在連接電路時，開關必須斷開；
（2）小明用上面的方法不能測出L₂兩端的電壓，理由是電壓表正負接線柱接反了；
（3）方法改進后，所測出AB、BC、AC間的電壓記錄在表格中．分析小明同學的實驗數據可以得出的結論是串聯電路中總電壓等各用電器兩端電壓之和

UAB/V	UBC/V	UAC/V
2.0	1.8	3.8

（4）這個實驗在設計方案上還存在的不足之處是實驗次數太少；
（5）圖2是小明同學記錄的另一次實驗數據，讀數為2.4；
（6）小華同學在用電壓表測電壓時，電壓表指針偏轉角度每次均很小，這是由于C
A．電壓表沒有并聯在電路中         B．“+”、“-”接線柱接反
C．電壓表量程選擇太大             D．電壓表量程選擇太小
（7）小軍同學按圖示電路圖連接電路，閉合開關后發(fā)現L₂燈亮，L₁燈不亮，電壓表的示數為0，造成該現象可能的原因是L₁短路
（8）細心的小明還發(fā)現：電壓較大的那個燈泡比另一個亮，且更換了不同規(guī)格的燈泡總是這樣，于是他得出了“不同燈泡的亮暗和電壓有關，電壓高的燈泡亮，電壓低的燈泡暗”的結論，你認為該結論錯誤（選填“正確”“錯誤”）．

Answer 1

分析 （1）連接電路時開關應斷開；
（2）電壓表應與被用電器并聯，并且讓電流從正接線柱流進，負接線柱流出；
（3）將AB間電壓與BC間電壓相加，即可判斷出是否與AC間電壓相等；
（4）為得出普遍結論，應使用不同規(guī)格的實驗器材進行多次實驗，測出多組實驗數據；
（5）看清量程和分度值，讀出電壓表的示數；
（6）實驗時電表應選擇合適的量程，量程太小，可能會損壞電表，量程太大，電表指針偏角太小，讀出誤差較大；
（7）在用電壓表判斷電路故障時，可以根據以下規(guī)律進行：當電壓表示數為零時，電壓表所測范圍之內出現短路，或者所測范圍之外出現開路；當電壓表示數較大（或等于電源電壓）時，電壓表所測范圍之外出現短路，或者所測范圍之內出現開路；
（8）燈泡亮度是由燈泡的電功率決定的，應用串聯電路特點與電功率公式分析答題．

解答 解：
（1）為了保護電路，連接電路時開關應斷開；
（2）由圖測L₁電壓時，電流從電壓表右側流入，左側流出．測L₂兩端的電壓時，若電壓表所接的B接點不動，只斷開A接點，并改接到C接點上，不能測出其電壓，因為電壓表正負接線柱接反了；
（3）由表中數據可知：U_AB+U_BC=3.8V，這與U_AC間電壓相等，所以可得結論：串聯電路中總電壓等各用電器兩端電壓之和（或U_AC=U_AB+U_BC）；
（4）由實驗可知，該實驗值進行了一次實驗，只測出了一組實驗數據，實驗此時太少，得出的實驗結論具有偶然性和片面性，為得出普遍結論，應改變燈泡的規(guī)格進行多次實驗或改變電源電壓進行多次實驗；
（5）電壓表使用的量程為0～3V，分度值為0.1V，則此時電壓表的示數為2.4V；
（6）小華同學在用電壓表測電壓時，電壓表指針偏轉角度每次均很小，
A、如果電壓表沒有并聯在電路中，電壓表示數會較大，指針偏角較大，故A錯誤；
B、“+”、“-”接線柱接反，電壓表指針將反向偏轉，故B錯誤；
C、電壓表量程選擇太大，電表指針偏角很小，故C正確；
D、電壓表量程選擇太小，指針將會超出量程，故D錯誤；故選C；
（7）由題意可知，電流表無示數，說明電路中沒有電流，故說明電路中可能出現了開路，則可能L₁短路（或電壓表短路）；
（8）兩燈泡串聯，通過它們的電流I相等，由P=UI可知，燈泡電壓越大，燈泡實際功率越大，燈泡越亮，燈泡的亮度是由燈泡的實際功率決定的，不是由電壓決定的，因此小明的結論是錯誤的．
故答案為：（1）斷開；（2）電壓表正負接線柱接反了；（3）串聯電路中總電壓等各用電器兩端電壓之和；（4）實驗次數太少；（5）2.4；  （6）C；（7）L₁短路；（8）錯誤．

點評 本題是一道實驗題，做此題時要圍繞串聯電路的電壓規(guī)律去分析解答，需要注意的是在電學實驗中，連接電路時開關都必須是斷開的．