Question

如圖(甲)所示是小川“探究串聯電路中電壓的關系”的實驗電路圖。

(1) 按圖(甲)所示的電路圖接好電路。
(2)實驗步驟：
A．連線時開關應斷開，滑片P應置于      端。
B．將滑片P移到適當位置，用電壓表測出定值電阻R₀兩端的電壓U₁。
C．                                                。
D．保持滑片P不動，用電壓表測出a、b兩點之間的電壓U。
E．移動滑片P的位置，重復步驟B、C、D兩次。
(3)討論交流
小川用電阻相同的燈泡和定值電阻R₀做實驗，得到結論：串聯電路中各部分電路兩端的電壓相等，總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。
另一小組的小軍用阻值不同的燈泡和定值電阻R₀做實驗，得到結論：串聯電路中各部分電路兩端的電壓不相等，總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。
分析小川和小軍兩人的結論，你認為串聯電路中電壓關系是：                                 
                                      。
(4)小川測電阻R₀兩端的電壓時，電壓表示數如圖(乙)所示，則此時R₀兩端的電壓為      V。
(5)小川按圖(甲)所示接好電路，閉合開關S，無論怎樣移動滑片P，燈泡都不亮，但電壓表有讀數，經檢查：除燈L和定值電阻R₀外，其余都沒有問題，不考慮燈L和電阻R同時出現故障的情況，則電路中存在的故障可能是          或            。
(6)為進一步確定故障，小鵬同學將一個電流表正確串聯在該電路中，閉合開關S，觀察電流表的示數情況：
若電流表有示數，說明故障是：_________________________________；
若電流表無示數，說明故障是：_________________________________。

Answer 1

（1）如圖所示（2）右 保持滑片P不動，用電壓表測出燈泡兩端的電壓U₂ （3）串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和 （4）1.2 （5）電阻R₀斷路  燈L短路 （6）燈L短路  電阻R₀斷路

試題分析：（1）定值電阻R₀和滑動變阻器串聯，電壓表定值電阻R₀并聯。故如上圖連接。
（2）①實驗中，開關閉合之前，要移動滑動變阻器的滑片，將滑動變阻器調到最大阻值處，即滑片P在最右端；②用電壓表測出了定值電阻R₀兩端的電壓U₁之后，應該保持滑片P不動，用電壓表測出燈泡L兩端的電壓U₂。
（3）小川的結論中“串聯電路中各個電阻兩端的電壓相等”是不合理的，只有串聯兩個電阻的阻值相等時，才會得出這個結論，因此只是個特殊情況，不是普遍規律；應該像小軍那樣，采用不同阻值的電阻進行實驗，這樣得出的結論才具有普遍性。同時要抓住核心，故我認為串聯電路中電壓關系是：串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。
（4）由圖可知此時R₀兩端的電壓為1.2V。
（5）由圖可見，電壓表與定值電阻R₀并聯，燈泡不亮，則可能是燈被短路或某處斷路；電壓表有讀數，則說明電壓表兩端與電源兩端連通了的。故故障可能是燈泡L短路或R₀斷路。
（6）為進一步確定故障，應將電流表正確串聯在該電路中，閉合開關S，觀察電流表的示數有無示數，如電流表有示數說明電路連通故故障是燈泡L短路，如電流表無示數說明電路斷開故故障是電阻R₀斷路。