Question

【題目】拓展性學習小組的同學合作進行探究“串聯電路的電壓特點”，設計了圖Ⅰ電路，并連接了圖Ⅱ電路．

（1）圖Ⅱ的實驗電路連接中有一處錯誤，無法完成試驗，連接錯誤的導線是 ______ （填“a”、“b”或“c”）．

（2）正確連接后，繼續實驗，根據測得的實驗數據，繪制了如圖Ⅲ所示的曲線圖．

①圖Ⅲ中甲、乙兩條曲線是根據圖Ⅰ電路測得的實驗數據所繪制的曲線，其中與圖Ⅰ電路中電壓表V1對應的曲線是 ______ （填“甲”或“乙”）．

②已知電源電壓恒為6V，根據探究目的分析圖Ⅲ中的曲線，得出的實驗結論是 ______ ．

（3）拓展探究：同學們根據串聯電路的電壓特點，重新設計如圖Ⅳ電路（電源電壓未知），利用電壓表和定值電阻R0（已知阻值）測量未知定值電阻Rx的阻值，閉合開關S后，接下來的操作是 ______ （只需寫出操作過程和測量的科學量，不需寫出表達式）．

Answer 1

【答案】 b 甲 串聯電路中總電壓等于各分電壓之和；閉合開關S、S1，斷開S2時，測得電壓表的示數U1 閉合開關S2、斷開開關S1（或同時閉合S1、S2）時，測得電壓表的示數U2．

【解析】1)由圖I可知,R1與R2串聯,電壓表V1測R1兩端的電壓,電壓表V2測R2兩端的電壓，由圖Ⅱ可知,電壓表V2被短路，連接錯誤的導線是b，b導線應與滑動變阻器的左下方接線柱相連； (2)①當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時,電路中的電流最大,電壓表V2的示數最小,據此可知乙是V2對應的圖線,則甲是V1對應的圖線；②由圖象可知，兩電壓表的示數之和均為6V即電源的電壓，故可得結論：串聯電路中總電壓等于各分電壓之和； (3)根據歐姆定律可知，要測未知電阻的阻值，就是設法測出電阻兩端的電壓和通過的電流；由Ⅳ電路圖可知,閉合開關S后,再閉合開關S1,斷開S2時,Rx和R0串聯,電壓表測Rx兩端的電壓,電壓表示數為U1；閉合開關S2、斷開開關S1時,Rx和R0串聯,電壓表測電源的電壓,電壓表示數為U2(或同時閉合S1、S2,電路為Rx的簡單電路,電壓表也測電源的電壓U2)，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R0兩端的電壓U0U2U1，因串聯電路中各處的電流相等，所以,電路中的電流I,即 ，解得：Rx,故實驗步驟為：閉合開關S、S1,斷開S2時,測得電壓表的示數U1;閉合開關S2、斷開開關S1(或同時閉合S1、S2)時,測得電壓表的示數U2.