Question

14．在探究串聯電路電壓特點的實驗中：
（1）張華同學按如圖所示的電路圖連接好實物圖后，把電壓表分別接在電路ab、cd、ad
兩端，記錄數據如表所示．分析比較所得的數據，可得出的結論是：串聯電路電壓等于各部分電壓之和．

測量處	Uab	Uab	Uab
電壓U/V	1.2	1.8	3

（2）一段時間后，同小組的張勇同學發(fā)現閉合開關兩燈均不亮，于是用電壓表分別測得U_ab=0，U_ac=0，U_cd=0，請分析故障原因：兩燈同時斷路或d至開關S至電源至a有斷路；．
（3）排除故障后，張勇同學在操作、讀數均無誤的情況下得到如表數據：

測量處	Uab	Ucd	Uad
電壓U/V	1.5	1.5	3

因此得到如下結論：串聯電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和，且各用電器兩端電壓相等．他的結論合理嗎？不合理；（選填“合理”或不不合理”），原因：選用兩個規(guī)格相同的燈泡，只根據一次實驗就得出結論，實驗結論不具有普遍性；．
請你分析一下以上兩位同學存在的共同不足之處在哪里：只根據一次實驗就得出結論，實驗結論不具有普遍性．

Answer 1

分析 （1）分析表中實驗數據，根據實驗數據得出實驗結論．
（2）根據電路現象，分析電路故障原因．
（3）運用歸納法得出普遍性的結論：選用的樣本要有代表性且數量足夠多．
一次實驗具有偶然性，根據一次實驗得出實驗結論不具有普遍性．

解答 解：（1）由表中實驗數據可知，串聯電路總電壓等于各部分電路電壓之和．
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路或與燈連接的電路有斷路造成的，
電壓表示數為0，則可能與電壓表并聯的支路部分短路或與電壓表并聯的支路之外的電路發(fā)生斷路；
若兩燈均短路，會造成電源短路，被排除；
若其中一個燈短路，電路是通路，另一個燈發(fā)光，與題意矛盾，也不可能；
因U_ab=0，說明ab之外的電路有斷路，包括L₂斷路；
U_cd=0，說明cd之外的電路有斷路，包括L₁斷路；
即有可能兩燈同時斷路，此時U_ac=0；
U_ac=0，說明ac之外的電路有斷路；
則可推出d至開關S至電源至a有斷路，
所以故障為：兩燈同時斷路或d至開關S至電源至a有斷路；
（3）張勇同學得出：串聯電路中，各用電器兩端電壓相等，根據歐姆定律U=IR，結合串聯電路各處的電流都相等，因張勇選用了兩個相同規(guī)格的燈泡，樣本太特殊，且只根據一次實驗就得出結論，具有偶然性，他的結論不合理；
和張勇相比，張華同學測量的各用電器的電壓不相等，但他也只測量了一組數據，實驗次數太小，
所以兩個同學都只根據一次實驗就得出結論，實驗次數太少，實驗結論不具有普遍性，為得出普遍結論，應換用不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗．
故答案為：（1）串聯電路總電壓等于各部分電路電壓之和；
（2）兩燈同時斷路或d至開關S至電源至a有斷路；
（3）不合理；選用兩個規(guī)格相同的燈泡，只根據一次實驗就得出結論，實驗結論不具有普遍性；
只根據一次實驗就得出結論，實驗結論不具有普遍性．

點評 本題考查了實驗數據處理及故障的分析和歸納法的運用，為得出普遍結論，應用不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗．