13.瑞瑞同学对“串联电路的电压规律”进行探究,实验步骤如下。

①按图甲所示的电路图连接电路。
②闭合开关,用电压表测出$\mathrm{L}_1$两端的电压。
③在测$\mathrm{L}_2$两端的电压时,瑞瑞同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的$B$接点不动,只断开$A$接点,并改接到$C$接点上。
④测出$AC$间的电压。
(1)瑞瑞的实验中明显错误的步骤是第
(2)改进方法后,测出$AB$、$BC$、$AC$间的电压记录在表格中。设$AB$、$BC$间的电压分别为$U_1$和$U_2$,根据实验数据绘制了电压$U_2$随电压$U_1$变化的图像,如图乙所示。请你根据该图像写出电压$U_2$和$U_1$的关系式:$U_2=$
①按图甲所示的电路图连接电路。
②闭合开关,用电压表测出$\mathrm{L}_1$两端的电压。
③在测$\mathrm{L}_2$两端的电压时,瑞瑞同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的$B$接点不动,只断开$A$接点,并改接到$C$接点上。
④测出$AC$间的电压。
(1)瑞瑞的实验中明显错误的步骤是第
③
步,理由是测$\mathrm{L}_2$两端的电压时,电流从电压表负接线柱流入,从正接线柱流出(或测$\mathrm{L}_2$两端的电压时,电压表的正、负接线柱接反)
。(2)改进方法后,测出$AB$、$BC$、$AC$间的电压记录在表格中。设$AB$、$BC$间的电压分别为$U_1$和$U_2$,根据实验数据绘制了电压$U_2$随电压$U_1$变化的图像,如图乙所示。请你根据该图像写出电压$U_2$和$U_1$的关系式:$U_2=$
9(V)$-U_1$
。答案
(1)③ 测$\mathrm{L}_2$两端的电压时,电流从电压表负接线柱流入,从正接线柱流出(或测$\mathrm{L}_2$两端的电压时,电压表的正、负接线柱接反)
(2)9(V)$-U_1$
(2)9(V)$-U_1$
解析
【分析】
首先处理第(1)问:电压表的正确使用要求电流从正接线柱流入、负接线柱流出。步骤③中,将电压表的A接点改接到C接点时,会使电压表的正负接线柱接反,导致无法正确测量L₂两端的电压,因此该步骤错误。
第(2)问:串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和,即AC间的总电压U_AC = U₁ + U₂。观察图乙的图像,选取任意一组数据,如U₁=3V时U₂=6V,总电压为9V;U₁=5V时U₂=4V,总电压仍为9V,说明总电压恒为9V,由此可推导U₂与U₁的关系。
【解析】
(1) 电压表使用时,电流需从正接线柱流入,负接线柱流出。步骤③中,测L₂两端电压时,电压表原接A点为正接线柱,改接C点后,电流会从负接线柱流入、正接线柱流出,造成电压表正负接线柱接反,无法正确测量电压,故错误步骤是第③步。
(2) 串联电路总电压等于各部分电压之和,即U_AC = U₁ + U₂。从图乙中取两组数据:当U₁=3V时,U₂=6V,总电压U_AC=3V+6V=9V;当U₁=5V时,U₂=4V,总电压U_AC=5V+4V=9V,可见总电压为9V,因此U₂=9V - U₁。
【答案】
(1) ③;测$\mathrm{L}_2$两端的电压时,电压表的正、负接线柱接反
(2) $9\mathrm{V}-U_1$
【知识点】
串联电路电压规律;电压表的使用
【点评】
本题考查串联电路电压规律的探究,核心是掌握电压表的正确使用方法和串联电路电压关系,需注意电压表接线柱不能接反,总电压等于各部分电压之和的规律应用。
【难度系数】
0.6
首先处理第(1)问:电压表的正确使用要求电流从正接线柱流入、负接线柱流出。步骤③中,将电压表的A接点改接到C接点时,会使电压表的正负接线柱接反,导致无法正确测量L₂两端的电压,因此该步骤错误。
第(2)问:串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和,即AC间的总电压U_AC = U₁ + U₂。观察图乙的图像,选取任意一组数据,如U₁=3V时U₂=6V,总电压为9V;U₁=5V时U₂=4V,总电压仍为9V,说明总电压恒为9V,由此可推导U₂与U₁的关系。
【解析】
(1) 电压表使用时,电流需从正接线柱流入,负接线柱流出。步骤③中,测L₂两端电压时,电压表原接A点为正接线柱,改接C点后,电流会从负接线柱流入、正接线柱流出,造成电压表正负接线柱接反,无法正确测量电压,故错误步骤是第③步。
(2) 串联电路总电压等于各部分电压之和,即U_AC = U₁ + U₂。从图乙中取两组数据:当U₁=3V时,U₂=6V,总电压U_AC=3V+6V=9V;当U₁=5V时,U₂=4V,总电压U_AC=5V+4V=9V,可见总电压为9V,因此U₂=9V - U₁。
【答案】
(1) ③;测$\mathrm{L}_2$两端的电压时,电压表的正、负接线柱接反
(2) $9\mathrm{V}-U_1$
【知识点】
串联电路电压规律;电压表的使用
【点评】
本题考查串联电路电压规律的探究,核心是掌握电压表的正确使用方法和串联电路电压关系,需注意电压表接线柱不能接反,总电压等于各部分电压之和的规律应用。
【难度系数】
0.6
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