Question

物理课外小组的同学们想通过实验研究：“在串联电路中，电路总电压等于各部分电压之和”的结论。实验室的老师为他们准备了如下器材：电源一个、电阻箱（电路图符号为

）一个、开关一个、定值电阻一个、电压表三块、导线若干，所给器材均符合实验要求。他们利用老师提供的器材设计并完成了实验。
请你依据上述条件：
（1）在虚线框中画出实验电路图；

（2）写出实验步骤
（3）设计实验记录表格。

Answer 1

（1）实验电路如图所示
（2）实验步骤：
①将电压表调零，并按电路图连接电路。

②闭合开关S，测量R₁两端的电压U₁、电阻箱R₂两端电压U_2，及电路总电压U，将U₁、U₂和U记录在表格中。
③断开开关S，调节电阻箱接入电路的阻值，闭合开关S，测量R₁两端电压、电阻箱两端电压及电路总电压，并将其记录在表格中。（1分）
④仿照步骤③，再分别四次改变电阻箱连入电路的阻值，测量电阻R₁和R₂两端电压及电路总电压，分别记录在表格中。（1分）
（3）探究串联电路中总电压与分电压关系的实验数据记录表格（1分）

U1/V
U2/V
U/V

 
（2）实验步骤还可写成如下形式：（即把上面的第二、三步合并）
①将电压表调零，并按电路图连接电路。（1分）
②闭合开关S，测量R₁两端的电压U₁、电阻箱R₂两端电压U_2，及电路总电压U，将U₁、U₂和U记录在表格中。（1分）
3仿照步骤②，再分别五次改变电阻箱连入电路的阻值，测量电阻R₁和R₂两端电压及电路总电压，分别记录在表格中。

试题分析：此题提供了一个定值电阻和电阻箱，两个电压表来探究串联电路中电压的特点，故应将电阻箱看为一个定值电阻，与电阻R₁串联，两个电压表分别并联在其两端；电压表与被测用电器并联，闭合开关读出两个电压表的示数，看两个电压表的示数之和与电源电压的关系，再调节电阻箱接入电路中的阻值，得出多组数据，使得实验结论更具有说服力，实验步骤如答案所示。
点评：此题通过设计实验和作图考查了串联电路中总电压与每个用电器两端电压间关系，在探究的过程中来体会并会运用。