下面是小红和小文同学在“探究串联电路中的电压关系”时所设计的实验报告.
实验目的:通过实验探究,理解串联电路中总电压与各部分电路电压之间的关系.
器材:电源、两个相同的小灯泡L1、L2、一个开关、导线若干条、一只电压表.
实验步骤:(1)设计实验电路图;
(2)按照所设计的电路图连接好电路;
(3)将电压表并联在灯L1两端,经检查连接无误后,闭合开关,测出灯L1两端的电压U1为3V;
(4)再将电压表改接在灯L2两端,经检查连接无误后,闭合开关,测出灯L2两端的电压U2为3V.得出结论:串联电路中,各部分电路电压相等,即U1=U2
小红和小文接下来进行了交流与评估,她们认为:
①实验开始前,匆忙忘记了画出实验电路图,请你补画在虚线框内.
②在实验步骤中,缺少了一个重要的探究步骤,请你替她们补上:________
③请你为她们设计一个正确实验时所需记录数据的表格.
④请你对小红和小文的实验过程中存在的问题进行评估,并指出改进措施.
解:①根据实验目的,首先要把两个灯串联在电路中,然后把电压表并联到一个灯的两端;由于每个灯两端的电压都要测量,可以用虚线在另一个灯两端也并联一只电压表.电路图如图所示.
②分析实验步骤可知,他们只是测出了每个灯两端的电压,这样无法得出总电压与各部分电压之间的关系,不能完成实验目的,所以还需要测出L1、L2两端的总电压.
③该实验过程中需要记录的数据有三个,分别是L1两端的电压U1、L2两端的电压U2和总电压U总;另外,一次实验具有很大的偶然性,所以要进行多次实验,可以进行三次.表格如下所示.
④在实验步骤(4)中,他们得出U1=U2的结论,其原因是使用的两个灯泡规格是相同的,这样太特殊,应换成不同规格的灯泡;另外,要多次测量才能得出普遍规律,应该更换不同灯泡进行多次测量.
故答案是:①电路图如下图所示;
②测量L1、L2两端的总电压;
③记录数据表格如下:
实验次数 | U1/V | U2/V | U总/V |
1 | |||
2 | |||
3 |
①注意两点:一是两个小灯泡要串联;二是电压表要并联在灯两端.
②在探究串联电路中的电压关系时,根据实验目的,需要知道总电压和各部分电压之间的关系,故还需要测量总电压.
③表格是用来记录实验过程中的测量数据,分析实验过程,需要记录的数据有L1两端的电压、L2两端的电压,还有总电压;当然,要进行多次测量.
④实验中,他们使用的两个灯泡规格是相同的,比较特殊,应使用不同规格的灯泡;另外,他们仅实验一次,测出一组数据就得出了结论,应该更换灯泡多测量几次.
点评:该题考查了探究实验过程中需要注意的事项,比如画电路图、设计表格、查找实验过程中的不足,以及实验后的交流与评估,不但要求学生对该实验内容要熟悉,还要对实验探究的程序非常清楚才能正确作答.