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2. 证据
(1)实验器材
电压表、小灯泡、开关、电池组(或学生电源)、导线等。
(2)设计实验与制订方案
①探究串联电路中电压的特点：将多个小灯泡串联接在电源两端，测量每个小灯泡两端的电压、电源的电压；换用规格不同的小灯泡，进行多次实验。对每次实验的数据进行对比分析。
②探究并联电路中电压的特点：将多个小灯泡并联接在电源两端，测量每个小灯泡两端的电压、电源的电压；换用规格不同的小灯泡，进行多次实验。对每次实验的数据进行对比分析。
你还有其他方案吗？请把你设计的方案写在下面。
方案：
(3)进行实验与收集证据
①探究串联电路中电压的特点
a. 按照如图5-2所示的电路图连接电路。
b. 把电压表先后并联在电路中的L₁、L₂及电源两端，闭合开关S，测量L₁、L₂及电源两端的电压U₁、U₂、U，并将数据记录在表5-1中。
c. 更换不同规格的小灯泡，进行多次实验，并将数据记录在表5-1中。
表5-1
|实验次数|L₁两端的电压$U_1$/V|L₂两端的电压$U_2$/V|电源两端的电压$U$/V|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1| | | |
|2| |
| |
|3| | | |
|……| | | |
d. 断开开关S，整理器材。
②探究并联电路中电压的特点
a. 按照如图5-3所示的电路图连接电路。
b. 把电压表先后并联在电路中的L₁、L₂及电源两端，闭合开关S，测量L₁、L₂及电源两端的电压$U_1$、$U_2$、$U$，并将数据记录在表5-2中。
c. 更换不同规格的小灯泡，进行多次实验，并将数据记录在表5-2中。
表5-2
|实验次数|L₁两端的电压$U_1$/V|L₂两端的电压$U_2$/V|电源两端的电压$U$/V|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1| | | |
|2| |
| |
|3| | | |
|……| | | |
d. 断开开关S，整理器材。
注意事项
①连接电路时，开关应断开。闭合开关前，要检查电路的连接情况，应特别注意电压表的“＋”“－”接线柱的连接，一定要使电流“＋”进“－”出。
②不能估计电压大小时，可选用电压表的大量程进行“试触”，以选择合适的量程。
③读数时，要根据所选用的量程和分度值正确读数。
3. 解释
(1)通过分析表5-1中的数据可以得出：在串联电路中，电路两端的总电压，用公式表示为。
(2)通过分析表5-2中的数据可以得出：在并联电路中，，用公式表示为。
4. 交流
(1)与其他小组进行交流，你的实验设计是否存在不合理的地方？可以做怎样的改进？
(2)回想实验过程，你有没有在什么地方出现了错误？对此，请你总结出几点注意事项。
(3)实验探究的结果与实验前的猜想存在哪些差异？与其他小组的结果是否相同？如果不同，你能给出合理的解释吗？
(4)评价
自我评价：
同伴评价：
教师评价：
(1)实验器材
电压表、小灯泡、开关、电池组(或学生电源)、导线等。
(2)设计实验与制订方案
①探究串联电路中电压的特点：将多个小灯泡串联接在电源两端，测量每个小灯泡两端的电压、电源的电压；换用规格不同的小灯泡，进行多次实验。对每次实验的数据进行对比分析。
②探究并联电路中电压的特点：将多个小灯泡并联接在电源两端，测量每个小灯泡两端的电压、电源的电压；换用规格不同的小灯泡，进行多次实验。对每次实验的数据进行对比分析。
你还有其他方案吗？请把你设计的方案写在下面。
方案：
(3)进行实验与收集证据
①探究串联电路中电压的特点
a. 按照如图5-2所示的电路图连接电路。
b. 把电压表先后并联在电路中的L₁、L₂及电源两端，闭合开关S，测量L₁、L₂及电源两端的电压U₁、U₂、U，并将数据记录在表5-1中。
c. 更换不同规格的小灯泡，进行多次实验，并将数据记录在表5-1中。
表5-1
|实验次数|L₁两端的电压$U_1$/V|L₂两端的电压$U_2$/V|电源两端的电压$U$/V|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1| | | |
|2| |
| ||3| | | |
|……| | | |
d. 断开开关S，整理器材。
②探究并联电路中电压的特点
a. 按照如图5-3所示的电路图连接电路。
b. 把电压表先后并联在电路中的L₁、L₂及电源两端，闭合开关S，测量L₁、L₂及电源两端的电压$U_1$、$U_2$、$U$，并将数据记录在表5-2中。
c. 更换不同规格的小灯泡，进行多次实验，并将数据记录在表5-2中。
表5-2
|实验次数|L₁两端的电压$U_1$/V|L₂两端的电压$U_2$/V|电源两端的电压$U$/V|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1| | | |
|2| |
| ||3| | | |
|……| | | |
d. 断开开关S，整理器材。
注意事项
①连接电路时，开关应断开。闭合开关前，要检查电路的连接情况，应特别注意电压表的“＋”“－”接线柱的连接，一定要使电流“＋”进“－”出。
②不能估计电压大小时，可选用电压表的大量程进行“试触”，以选择合适的量程。
③读数时，要根据所选用的量程和分度值正确读数。
3. 解释
(1)通过分析表5-1中的数据可以得出：在串联电路中，电路两端的总电压，用公式表示为。
(2)通过分析表5-2中的数据可以得出：在并联电路中，，用公式表示为。
4. 交流
(1)与其他小组进行交流，你的实验设计是否存在不合理的地方？可以做怎样的改进？
(2)回想实验过程，你有没有在什么地方出现了错误？对此，请你总结出几点注意事项。
(3)实验探究的结果与实验前的猜想存在哪些差异？与其他小组的结果是否相同？如果不同，你能给出合理的解释吗？
(4)评价
自我评价：
同伴评价：
教师评价：
答案
解：
方案：
探究串联电路电压特点时，可保持小灯泡规格不变，通过改变电池组接入的电池数量改变电源电压，进行多次实验，分别测量各小灯泡两端电压、电源总电压后对比分析；探究并联电路电压特点时，也可采用同样的方法，保持小灯泡规格不变，改变电源电压多次测量各支路电压、电源电压，对比分析数据。还可在电路中同时接入三个量程合适的电压表，分别并联在两个待测小灯泡和电源两端，一次闭合开关即可同时读取三个位置的电压，减少反复拆装电压表的操作，降低接线带来的误差。
3. 解释
(1) 等于电路中各部分电路两端的电压之和；$U=U_1+U_2$
(2) 各支路两端的电压相等，且等于电源两端的总电压；$U=U_1=U_2$
4. 交流
(1) 不合理之处：原方案每次更换测量位置都需要拆装电压表，操作繁琐，易因接线松动引入额外误差。改进方法：在电路中预先接入三个量程匹配的电压表，分别并联在两个小灯泡两端和电源两端，闭合开关后可直接同时得到三个位置的电压值，无需反复拆装电压表，简化操作同时减小误差。
(2) 可能出现的错误：①连接电压表时正负接线柱接反，指针反向偏转无法正常读数；②未进行试触就选用小量程，电压表指针偏转超出量程范围；③读数时视线未与表盘垂直，读数结果存在偏差。
总结注意事项：①连接电路过程中开关保持断开，电压表接线严格遵循“正进负出”的规则；②闭合开关前先选用电压表大量程试触，根据指针偏转幅度选择合适的量程；③读数时视线与电压表刻度盘面垂直，准确记录数据与对应单位；④实验完成后先断开开关，再拆除导线整理器材。
(3) 常见差异：实验前可能错误猜想串联电路中两个小灯泡的电压一定相等，实际测量发现不同规格的小灯泡两端电压并不相等；部分同学猜想并联电路中各支路电压之和等于总电压，实际测量得到各支路电压都与电源总电压近似相等。不同小组的实验规律完全一致，仅具体测量数值存在微小差异，原因是不同小组选用的电源输出电压不同，导线存在微小分压，同时测量过程中存在合理的读数误差。
(4) 评价
自我评价：本次实验熟练掌握了电压表的使用方法，通过多次实验准确总结出串并联电路的电压规律，实验操作整体规范，仅初期拆装电压表时操作不够熟练，后续可进一步提升操作速度。
同伴评价：小组分工协作顺畅，电路连接规范，记录的实验数据准确，得出的实验结论符合物理规律，能主动排查实验中出现的小故障，高效完成全部探究内容。
教师评价：实验设计合理，操作流程规范，对实验数据的分析和误差解释准确，完全达成本次实验的探究目标。
方案：
探究串联电路电压特点时，可保持小灯泡规格不变，通过改变电池组接入的电池数量改变电源电压，进行多次实验，分别测量各小灯泡两端电压、电源总电压后对比分析；探究并联电路电压特点时，也可采用同样的方法，保持小灯泡规格不变，改变电源电压多次测量各支路电压、电源电压，对比分析数据。还可在电路中同时接入三个量程合适的电压表，分别并联在两个待测小灯泡和电源两端，一次闭合开关即可同时读取三个位置的电压，减少反复拆装电压表的操作，降低接线带来的误差。
3. 解释
(1) 等于电路中各部分电路两端的电压之和；$U=U_1+U_2$
(2) 各支路两端的电压相等，且等于电源两端的总电压；$U=U_1=U_2$
4. 交流
(1) 不合理之处：原方案每次更换测量位置都需要拆装电压表，操作繁琐，易因接线松动引入额外误差。改进方法：在电路中预先接入三个量程匹配的电压表，分别并联在两个小灯泡两端和电源两端，闭合开关后可直接同时得到三个位置的电压值，无需反复拆装电压表，简化操作同时减小误差。
(2) 可能出现的错误：①连接电压表时正负接线柱接反，指针反向偏转无法正常读数；②未进行试触就选用小量程，电压表指针偏转超出量程范围；③读数时视线未与表盘垂直，读数结果存在偏差。
总结注意事项：①连接电路过程中开关保持断开，电压表接线严格遵循“正进负出”的规则；②闭合开关前先选用电压表大量程试触，根据指针偏转幅度选择合适的量程；③读数时视线与电压表刻度盘面垂直，准确记录数据与对应单位；④实验完成后先断开开关，再拆除导线整理器材。
(3) 常见差异：实验前可能错误猜想串联电路中两个小灯泡的电压一定相等，实际测量发现不同规格的小灯泡两端电压并不相等；部分同学猜想并联电路中各支路电压之和等于总电压，实际测量得到各支路电压都与电源总电压近似相等。不同小组的实验规律完全一致，仅具体测量数值存在微小差异，原因是不同小组选用的电源输出电压不同，导线存在微小分压，同时测量过程中存在合理的读数误差。
(4) 评价
自我评价：本次实验熟练掌握了电压表的使用方法，通过多次实验准确总结出串并联电路的电压规律，实验操作整体规范，仅初期拆装电压表时操作不够熟练，后续可进一步提升操作速度。
同伴评价：小组分工协作顺畅，电路连接规范，记录的实验数据准确，得出的实验结论符合物理规律，能主动排查实验中出现的小故障，高效完成全部探究内容。
教师评价：实验设计合理，操作流程规范，对实验数据的分析和误差解释准确，完全达成本次实验的探究目标。
