Question

吳毅強同學在探究“串聯(lián)電路各電壓的關系”時，分別按如圖甲、乙、丙三個測量電路進行了正確的測量，測量結果U₁、U₂、U如下表所示．

序號	甲（U1）	乙（U2）	丙（U）
電壓/V	2.4	2.4	5.0

（1）吳毅強同學分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)：串聯(lián)電路各部分電壓之和很接近但小于總電壓．這與他們猜想的“串聯(lián)電路各部分電壓之和等于總電壓”不完全一致．為此，他重新檢查實驗電路，再進行了兩次測量，測量數(shù)據(jù)基本沒有變化．老師提示：電壓表接入電路測量時本身會對電路結構有影響．請你幫他重新設計測量電路圖，把它畫在右邊的虛線方框中．

（2）該同學按照你設計的測量電路正確進行測量，驗證了他們的猜想．但他們同時發(fā)現(xiàn)：“串聯(lián)各部分電壓是相等的”．這個結論一定成立嗎？

 

（選填“一定”或“不一定”）．為了檢驗這個結論是否成立，應該

 

繼續(xù)進行實驗．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可以求得電壓表內(nèi)阻Rv與燈泡電阻R_L的比值：

RV

RL

=

 

．
（4）吳毅強同學認為，即使按重新設計的測量電路測量，電壓表同樣會改變電路結構，因而也會影響各電壓的測量值，但不會影響實驗結論的正確性．你認為會影響實驗結論的正確性嗎？

 

（選填“會”或“不會”）．

Answer 1

分析：（1）要知道用電壓表是與所測電路并聯(lián)的，并聯(lián)后的總電阻減小，在串聯(lián)電路中，電阻越小，其兩端的電壓也減小．
（2）在串聯(lián)電路中，若兩個串聯(lián)的阻值相等，則兩電阻兩端的電壓相等．
（3）在解決此題時，要根據(jù)兩燈泡的電阻相等，能夠分析出并聯(lián)后的電壓與未并聯(lián)電壓表時的電壓進行分析．
（4）知道實驗是允許誤差存在的．

解答：解：（1）可以用三塊電壓表同時接入電路中，但三塊電壓表的規(guī)格應是相同的．
（2）由于實驗中用的兩個燈泡規(guī)格一樣，所以才得出的“串聯(lián)電路各部分電壓是相等的”結論，這是一種特殊情況，不一定適用所有的串聯(lián)電路，因此需要換用兩個不同功率的燈泡重新實驗．
（3）分析表中甲和丙數(shù)據(jù)，對于電路圖甲來說，燈L₁兩端電壓為2.4V，L₂兩端電壓為5V-2.4V=2.6V．
因為L₁與電壓表并聯(lián)，則有通過L₁和電壓表的電流之和等于通過L₂中的電流，
即：

2.4V

RL

+

2.4V

RV

=

2.6V

RL

，解得：

RV

RL

=

12

1

．
（4）雖然電壓會影響電路的結構，但由于三個電壓規(guī)格一樣，而兩個電燈是不同規(guī)格的，再加上多次測量，就會大大減小誤差，因此不會影響實驗結論的正確性．
故答案是：（1）如圖所示；

（2）不一定，換用兩個不同功率的燈泡；
（3）12：1；
（4）不會．

點評：該題是對實驗電路及數(shù)據(jù)的分析，以及對實驗進行評估，具有一定的難度，需要學生對探究實驗的內(nèi)容及過程有很深的理解才能正確答．