2 在“探究串联电路中的电流”实验中,某同学用电流表分别测出图中 $a$、$b$、$c$ 三处的电流大小,为了进一步探究 $a$、$b$、$c$ 三处的电流大小有什么关系,他下一步的操作应该是(
D
)

A.将电源两极对调,再次测量 $a$、$b$、$c$ 三处的电流
B.改变开关 $\mathrm{S}$ 的位置,再次测量 $a$、$b$、$c$ 三处的电流
C.将图中两只灯泡的位置互换,再次测量 $a$、$b$、$c$ 三处的电流
D.换用不同规格的灯泡,再次测量 $a$、$b$、$c$ 三处的电流
解析:
【分析】
首先明确本实验的核心目的是探究串联电路的电流规律,要得到具有普遍性的结论,不能仅通过一次测量的结果就下定义,必须通过多次实验获取多组不同的有效数据,避免实验的偶然性。我们可以逐个分析选项的操作效果:判断每个操作能不能改变电路的电流、能不能得到新的不同的实验数据,只有能获取多组不同数据的操作,才符合进一步探究的要求。A选项电源对调不会改变电流大小,B选项换开关位置不改变电路电流,C选项互换同规格灯泡位置电流也不变,只有D选项换不同规格灯泡能改变电路总电阻,得到不同的电流值,符合实验要求。
【解析】
本实验是探究串联电路的电流规律,为了得出普遍适用的结论,需要多次实验获取多组不同的有效数据,避免单次实验的偶然性:
选项A:将电源两极对调,仅改变电流的方向,电路的总电阻、电源电压均未改变,a、b、c三处的电流大小和之前完全相同,无法得到新的有效实验数据,操作无意义。
选项B:串联电路中开关的作用是控制整个电路通断,改变开关S的位置,电路的总电阻、电源电压都没有变化,三处电流大小不变,无法得到多组不同数据。
选项C:将两只灯泡位置互换,灯泡规格没有改变,电路总电阻不变,电源电压不变,三处电流仍然和之前测量的数值一致,不能得到新的有效数据。
选项D:换用不同规格的灯泡,电路总电阻发生改变,电路中的电流也会随之改变,再次测量a、b、c三处的电流,可以得到多组不同的实验数据,能够避免实验偶然性,最终得出串联电路电流处处相等的普遍规律,该操作正确。
所以本题选D。
【答案】
D
【知识点】
串联电路电流特点
多次实验探究规律
【点评】
本题考查探究串联电路电流规律的实验操作逻辑,易错点是混淆不同物理实验中多次测量的目的:本实验属于规律探究类实验,多次测量的目的是避免偶然性、得到普遍结论,并非减小误差,因此需要更换不同规格的实验器材获取多组不同数据,其余选项的操作都无法得到有效新数据,达不到探究目的。
【难度系数】
0.8