Question

吳毅強(qiáng)同學(xué)在探究“串聯(lián)電路各電壓的關(guān)系”時(shí)，分別按如圖甲、乙、丙三個(gè)測(cè)量電路進(jìn)行了正確的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果U₁、U₂、U如下表所示．

序號(hào)	甲（U1）	乙（U2）	丙（U）
電壓/V	2.4	2.4	5.0

（1）吳毅強(qiáng)同學(xué)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(shí)驗(yàn)電路，再進(jìn)行了兩次測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)基本沒有變化．老師提示：電壓表接入電路測(cè)量時(shí)本身會(huì)對(duì)電路結(jié)構(gòu)有影響．請(qǐng)你幫他重新設(shè)計(jì)測(cè)量電路圖，把它畫在右邊的虛線方框中．

（2）該同學(xué)按照你設(shè)計(jì)的測(cè)量電路正確進(jìn)行測(cè)量，驗(yàn)證了他們的猜想．但他們同時(shí)發(fā)現(xiàn)：“串聯(lián)各部分電壓是相等的”．這個(gè)結(jié)論一定成立嗎？

 

（選填“一定”或“不一定”）．為了檢驗(yàn)這個(gè)結(jié)論是否成立，應(yīng)該

 

繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（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(qiáng)同學(xué)認(rèn)為，即使按重新設(shè)計(jì)的測(cè)量電路測(cè)量，電壓表同樣會(huì)改變電路結(jié)構(gòu)，因而也會(huì)影響各電壓的測(cè)量值，但不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性．你認(rèn)為會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性嗎？

 

（選填“會(huì)”或“不會(huì)”）．

Answer 1

分析：（1）要知道用電壓表是與所測(cè)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(gè)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(shí)，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(shí)的電壓進(jìn)行分析．
（4）知道實(shí)驗(yàn)是允許誤差存在的．

解答：解：（1）可以用三塊電壓表同時(shí)接入電路中，但三塊電壓表的規(guī)格應(yīng)是相同的．
（2）由于實(shí)驗(yàn)中用的兩個(gè)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(jié)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(gè)不同功率的燈泡重新實(shí)驗(yàn)．
（3）分析表中甲和丙數(shù)據(jù)，對(duì)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?yàn)長(zhǎng)₁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(huì)影響電路的結(jié)構(gòu)，但由于三個(gè)電壓規(guī)格一樣，而兩個(gè)電燈是不同規(guī)格的，再加上多次測(cè)量，就會(huì)大大減小誤差，因此不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性．
故答案是：（1）如圖所示；

（2）不一定，換用兩個(gè)不同功率的燈泡；
（3）12：1；
（4）不會(huì)．

點(diǎn)評(píng)：該題是對(duì)實(shí)驗(yàn)電路及數(shù)據(jù)的分析，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，具有一定的難度，需要學(xué)生對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及過程有很深的理解才能正確答．