例2 小明探究“串联电路电压的关系”的实验电路图如图甲所示，已知电源电压为$3V$。

基础设问
1. 小明根据图甲电路图连接的实物图如图乙所示，发现图乙中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线。
2. 正确连接电路后，闭合开关，小明发现两灯泡都不发光，于是分别把电流表连接在图甲中$AB$和$BC$点上，发现电流表并联在$AB$之间时，灯泡$L_2$发光；并联在$BC$之间时，灯泡均不发光，且电流表无示数，则电路故障可能是。
3. 排除电路故障后，小明更换不同规格的灯泡进行实验，并将实验数据记录在下表中。其中第1次测量的$AB$两端的电压表示数如图丙所示，为$V$；实验过程中多次测量的原因是。


4. 通过分析实验数据，得出结论：串联电路中，。
能力提升
5. 实验结束后小明与同学进行交流，小明认为在实验过程中，为了节省时间，可以在测$L_2$两端的电压时，电压表所接的$B$接点不动，只断开$A$接点，并把接线改接到$C$接点上。你认为这个方法(选填“能”或“不能”)测出$L_2$两端的电压，理由是。
6. 如果将其中一个灯泡换成滑动变阻器，实验中不需要更换另一个灯泡，也可以进行实验。你认为该方案(选填“可行”或“不可行”)，理由是：。
7. [设计性实验]分析数据时，有其他同学得出“顺着电流方向各用电器两端的电压越来越小”的结论，为了验证这一结论是否正确，应该进行的操作是，若发现，则该同学的观点是错误的。
8. [横向实验拓展]完成上述探究后，小明又利用图丁所示电路探究并联电路的电压特点。在探究过程中，小明依次将电压表接到电路中的$ab$、$cd$、$ef$两端，发现电压表示数都相等。由此他得到结论：并联电路中，电源两端的电压与各支路两端的电压相等。老师指出此结论不科学，接下来应该进行的操作是(填字母)。
A. 更换不同规格的灯泡，多次实验
B. 将$L_1$、$L_2$的位置交换，再次探究
C. 保持电源、灯泡不变，多测量几次电路中三处的电压

例2　(1)如答图所示　(2)灯泡L₁断路　(3)2.0　使实验结论更具有普遍性　(4)电源两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和　(5)不能　电压表正负接线柱接反了　(6)可行　移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器和灯泡两端电压变化　(7)断开开关S,将灯泡L₁、L₂互换位置后重新测量　各灯泡两端电压不变　(8)A
　　　　　　

【解析】
1. 实物图中电压表串联在电路中，连接错误。在电压表负接线柱与灯泡$L_2$左端的导线上画“×”，将电压表负接线柱改接至灯泡$L_1$的左端（使电压表并联在$L_1$两端）。
2. 电流表并联在$AB$之间时$L_2$发光，说明$L_2$与电源通路；并联在$BC$之间时均不发光且电流表无示数，说明电路故障为$L_1$断路，因为$L_1$断路时，并联$AB$可短路$L_1$使$L_2$发光，并联$BC$无法接通电路。
3. 图丙电压表选用0~3V量程，分度值0.1V，示数为2.0V；多次测量是为了避免实验偶然性，使实验结论更具普遍性。
4. 分析实验数据可知，串联电路中电源两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
5. 若电压表$B$接点不动，断开$A$改接$C$，会导致电压表正负接线柱接反，电流从负接线柱流入，无法正确测量$L_2$两端电压，故不能这样操作。
6. 将一个灯泡换成滑动变阻器后，移动滑片可改变滑动变阻器接入电阻，从而改变其两端电压和灯泡两端电压，相当于更换不同规格用电器，能获取多组实验数据，方案可行。
7. 为验证结论，可断开开关，将$L_1$、$L_2$互换位置后重新测量；若发现两灯泡两端电压与原来测量值相同，说明电压大小与电流方向无关，原观点错误。
8. 仅一次实验得到的结论具有偶然性，应更换不同规格的灯泡多次实验，避免偶然性，得到普遍规律，故选A。
【答案】
1. （在错误导线上画“×”，正确连线如参考答案答图所示）
2. 灯泡$L_1$断路
3. 2.0；使实验结论更具有普遍性
4. 电源两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和
5. 不能；电压表正负接线柱接反了
6. 可行；移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器和灯泡两端电压变化
7. 断开开关S，将灯泡$L_1$、$L_2$互换位置后重新测量；各灯泡两端电压不变
8. A
【知识点】
串联电路电压规律；电路故障分析；电压表的使用
【点评】
本题以串联电路电压关系的探究实验为载体，综合考查电路连接纠错、故障判断、电压表读数、实验方法选择等知识点，注重对学生实验操作能力和科学探究思维的考查，要求学生掌握电学实验的基本技能和串联电路的核心规律。
【难度系数】
0.6

例3 小华在“探究影响导体电阻大小的因素”的实验中，做了如下猜想：
猜想一：导体电阻的大小跟导体的材料有关；
猜想二：导体电阻的大小跟导体的横截面积有关；
猜想三：导体电阻的大小跟导体的长度有关。
为了验证上述猜想，小华用如图甲所示的四种金属丝，分别接入如图乙所示的电路中进行实验探究。

基础设问
1. 该实验是通过观察来比较接入$M$、$N$间的金属丝的电阻大小。
2. 先将金属丝$A$接入电路的$MN$两点之间，闭合开关后，电流表示数如图丙所示，为$A$。接着断开开关，将$B$、$C$、$D$三根金属丝依次替换金属丝$A$后重新进行实验，导体的规格和对应接入后电流表的示数如下表所示。

①比较导体$A$、$D$的两组实验，是为了探究猜想，根据表格数据可知，导体$A$的电阻(选填“大于”“小于”或“等于”)导体$D$的电阻；
②为了验证猜想二，应比较导体的两组实验。分析表格数据可得出的结论是：其他条件不变时，，导体的电阻越大；
③比较导体$A$、$B$的两组实验，得到的实验结论是：其他条件不变时，。该结论被实际应用到了（选填“电压表”“电流表”或“滑动变阻器”）的工作原理中。
能力提升
3. 实验中小华将导体$A$对折后再次接入电路中，发现电流表的示数变大，由此得出结论：导体的横截面积越大，电阻越小。小华的这种做法是(选填“正确”或“错误”)的，理由是：。
4. 实验过程中，小华将整条镍铬合金丝接入电路，闭合开关，然后用大功率吹风机热风挡先对镍铬合金丝吹一段时间热风，再改用冷风挡对镍铬合金丝吹冷风。在整个过程中观察电流表示数的变化情况，这一实验探究的是。
全国视野·新考法
5. [生活实践]在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样为了输电线的电阻，从而可以输电线上的电能损失。(均选填“增大”或“减小”)

例3　(1)电流表示数大小　(2)0.16　①一　大于　②A、C　导体的横截面积越小　③导体的长度越长，导体的电阻越大　滑动变阻器　(3)错误　没有控制导体的长度不变　(4)导体电阻的大小与温度是否有关　(5)减小　减小

【解析】
1. 实验中采用转换法，通过观察电流表示数大小来比较接入$M$、$N$间金属丝的电阻大小，电阻越大，电路电流越小，电流表示数越小。
2. 电流表选用$0∼0.6A$量程，分度值为$0.02A$，由图丙可知示数为$0.16A$。
① 导体$A$、$D$长度、横截面积相同，材料不同，用于探究猜想一；接入$A$时电流更小，说明$A$的电阻大于$D$的电阻。
② 验证猜想二需控制材料、长度相同，横截面积不同，应比较导体$A$、$C$；由数据可知：其他条件不变时，导体的横截面积越小，电阻越大。
③ 导体$A$、$B$材料、横截面积相同，长度不同，可得结论：其他条件不变时，导体的长度越长，电阻越大；滑动变阻器是利用该原理工作的。
3. 将导体$A$对折后，横截面积变大的同时长度变短，未控制长度不变，不符合控制变量法，结论错误。
4. 用吹风机改变镍铬合金丝的温度，观察电流表示数变化，探究的是导体电阻的大小与温度是否有关。
5. 换用较粗的铝质输电线，增大了横截面积，可减小输电线的电阻；根据焦耳定律，电阻减小能减小输电线上的电能损失。
【答案】
1. 电流表示数大小
2. $0.16$；①一；大于；②$A$、$C$；导体的横截面积越小；③导体的长度越长，导体的电阻越大；滑动变阻器
3. 错误；没有控制导体的长度不变
4. 导体电阻的大小与温度是否有关
5. 减小；减小
【知识点】
影响导体电阻的因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题为探究影响导体电阻因素的经典实验题，核心考查控制变量法与转换法的应用，同时结合生活输电线路改造的实例，体现物理知识的实用性，帮助学生深化对实验探究方法和电阻相关规律的理解。
【难度系数】
0.6