18 中考新考法 设计探究性实验 小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，设计了如图甲所示的电路。

(1)连接电路前，小明发现电压表指针如图乙所示，接下来他要对电压表进行的操作是。
(2)小明根据图甲所示连接好电路，此时电压表测量（填“L₁”或“L₂”）两端的电压；闭合开关后，发现两灯不亮，电压表示数为零，若电路只有某一个灯发生了故障，则故障可能是。
(3)排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在表中。

分析实验数据小明得出两个实验结论：①串联电路的总电压各部分用电器两端电压之和；②串联电路中，各部分用电器两端电压相等。
(4)实验结束后，小明和小华互相交流，小华指出小明的结论②是错误的，造成该结论错误的原因是：，改进方案是：，这样做的目的是（填“减小误差”或“使结论更具有普遍性”）。

(1)由图乙可知，连接电路前，在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上，则应对电压表调零，使指针指在零刻度线上。
(2)由图甲可知，电压表并联在L₁两端，测量L₁的电压；闭合开关S后，电压表示数为零，且只有L₁或L₂中的一处发生故障，灯L₁、L₂均不亮，说明电路发生断路，而电压表没有示数，说明电压表的两端不能与电源连通，则是L₂断路。
(3)①由表中实验数据可知，串联电路的总电压等于各用电器两端电压之和。
(4)由实验数据可知，各用电器两端电压相等，该结论是错误的，造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验；由实验数据可知，只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性，应更换规格不同的灯泡进行多次实验，这样做的目的是：使结论更具有普遍性。

【分析】
本题围绕“探究串联电路电压的规律”实验展开，需结合电压表使用规则、电路故障分析、实验数据处理及实验结论科学性等知识点逐步分析：
1. 连接电路前，电压表需先调零，若指针未指零刻度线，应进行调零操作；
2. 判断电压表测量对象看其并联位置，电路故障需结合“两灯不亮（断路）、电压表示数为零”的特征分析；
3. 分析实验数据可推导串联电路总电压与各部分电压的关系；
4. 实验结论的普遍性需考虑实验样本代表性和实验次数，避免偶然性。
【解析】
(1) 连接电路前，检查电压表时发现指针未指在零刻度线，根据电压表的使用要求，需对电压表进行调零，使指针指在零刻度线上；
(2) 由图甲可知，电压表并联在L₁两端，因此测量L₁两端的电压；闭合开关后两灯不亮，说明电路为断路故障，电压表示数为零，说明电压表两端无法与电源连通，故故障为L₂断路；
(3) 分析实验数据可知，串联电路的总电压等于各部分用电器两端电压之和；
(4) 结论②“各部分用电器两端电压相等”错误，原因是实验中选用了规格相同的灯泡，导致实验数据特殊；且仅做一次实验，结论具有偶然性。改进方案是更换规格不同的灯泡进行多次实验，目的是使结论更具有普遍性。
【答案】
(1) 对电压表进行调零
(2) L₁；L₂断路
(3) 等于
(4) 选用了规格相同的灯泡做实验；更换规格不同的灯泡进行多次实验；使结论更具有普遍性
【知识点】
串联电路电压规律、电压表的使用、电路故障分析
【点评】
本题为中考新考法的探究性实验题，全面考查电学实验核心知识点，注重实验操作规范、故障分析能力及科学探究思维的培养，是电学实验的典型题型，能有效检验学生的实验探究素养。
【难度系数】
0.6

19 学习了电学知识后，小明利用便携电学实验盒，在零碎时间里完成了好几个小实验。
（1）连接简单电路时，小明用实验盒里的一节5号干电池、导线、开关、小灯泡连接了一个简单电路，闭合开关后，发现灯泡的灯丝在发光，但不是很亮。小明推测发生该现象的原因是。于是将两节干电池串联起来，此时灯泡就能发出耀眼的光了。
（2）在探究并联电路中干路电流和各支路电流的关系时，小明发现电流表的指针偏转如图甲所示，原因是，在排除故障后，电流表的示数如图乙所示，读取电流为A。
（3）在探究串联电路各用电器两端的电压与电源两端电压的关系实验中，小明想用电压表测量灯$\mathrm{L}_2$两端的电压，连接电路如图丙所示，闭合开关后，发现只有一个灯亮，不亮的灯是（填“$\mathrm{L}_1$”或“$\mathrm{L}_2$”），于是他对电路连接进行了修改。
（4）修改好电路后，小明继续做实验，测出图丁中AB、BC、AC间的电压，并记录在表中。分析数据得出结论：串联电路各用电器两端电压之和等于电源两端电压，且各用电器两端电压相等。你如何评估他的实验结论（包括问题及改进）。

| $U_{AB}$ | $U_{BC}$ | $U_{AC}$ |
|---------|---------|---------|
| 1.4 V | 1.4 V | 2.8 V |

(1)电源电压小于灯泡额定电压
(2)电流表正负接线柱接反了 0.24
(3)L₁
(4)一次实验得出的结论具有偶然性，“且各用电器两端电压相等”的结论是错误的，应更换不同规格的灯泡进行多次实验

【分析】
本题考查电学实验相关知识，需结合电路特点、电表使用规则及实验结论的科学性分析：
（1）灯泡亮度由实际功率决定，实际功率越小亮度越暗。一节干电池电压为1.5V，灯泡正常发光需达到额定电压，若电源电压小于灯泡额定电压，实际功率小，灯泡发光较暗；两节干电池串联后电压为3V，接近或达到灯泡额定电压，亮度变亮。
（2）电流表使用时需电流从正接线柱进、负接线柱出，若指针反向偏转，说明正负接线柱接反；图乙电流表量程为0~0.6A，分度值0.02A，指针指向0.24A，故读数为0.24A。
（3）图丙中电压表并联在L₁两端，且电压表内阻极大，导致电路中电流极小，L₁实际功率几乎为0，不发光；L₂有电流通过，发光，故不亮的灯是L₁。
（4）实验结论的科学性需多次实验验证：本次实验仅用相同规格的灯泡做了一次实验，得出“各用电器两端电压相等”的结论具有偶然性，且一次实验数据不足以得出普遍规律，需更换不同规格的灯泡多次实验，使结论更具普遍性。
【解析】
（1）灯泡的亮度由实际功率决定，当电源电压小于灯泡的额定电压时，灯泡的实际功率小于额定功率，因此发光较暗；两节干电池串联后总电压为3V，接近灯泡额定电压，实际功率增大，灯泡变亮，故原因是电源电压小于灯泡额定电压。
（2）电流表指针反向偏转，是因为电流表正负接线柱接反了；图乙中电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.24A。
（3）图丙中，电压表串联在电路中（实际并联在L₁两端），由于电压表内阻很大，电路中电流极小，L₁的实际功率几乎为0，因此不发光；L₂有电流通过，发光，故不亮的灯是L₁。
（4）本次实验仅使用了相同规格的灯泡进行一次实验，得出的结论具有偶然性：“串联电路各用电器两端电压相等”的结论是错误的，因为只有规格相同的灯泡，两端电压才相等；且一次实验数据无法得出普遍规律，应更换不同规格的灯泡进行多次实验，使结论更具普遍性。
【答案】
(1)电源电压小于灯泡额定电压
(2)电流表正负接线柱接反了 0.24
(3)L₁
(4)一次实验得出的结论具有偶然性，“且各用电器两端电压相等”的结论是错误的，应更换不同规格的灯泡进行多次实验
【知识点】
电路故障分析、电流表使用、串联电路电压规律
【点评】
本题围绕电学基础实验展开，考查了电路连接故障判断、电表读数、实验结论评估等核心知识点，注重实验操作的规范性和结论的科学性，是电学实验的典型题型，需学生掌握实验的基本原理和注意事项。
【难度系数】
0.7