Question

6．小剛和小麗用如圖所示的器材探究串聯電路的電壓關系．
（1）請用筆畫線代替導線，連線實驗電路，要求：L₁和L₂串聯，電壓表測量兩燈串聯后的總電壓．
（2）小剛測量L₁兩端的電壓時，直接選用0-3V的量程，小麗說這樣不行，規范的操作方法應該是先選用0～15V的量程試測，如果示數小于3V，再改用0～3V量程測量．
（3）他們在測量L₂兩端電壓時，兩燈突然熄滅，電壓表示數變為0，小剛用電壓表檢測L₁兩端的電壓，示數為電源電壓，由此判斷出L₁出的故障是燈泡L₁斷路；L₂是短路還是正常？小麗利用一根導線馬上作出了判斷，小麗的方法可能是：用一根導線連接L₁的兩端，如果L₂發光，則L₂正常；若L₂不發光，則L₂短路．
（4）他們排除故障后，繼續進行實驗，得出了如表數據．

L1兩端電壓U1/V	L2兩端電壓U2/V	串聯總電壓U/V
2.2	2.2	4.4

由此可以判斷出他們使用了規格相同（填“相同”或“不相同”）的燈泡，改進不足后他們又做了幾組實驗，進而得出串聯電路的電壓關系是：串聯電路的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和．

Answer 1

分析 （1）兩燈泡、開關、電源組成串聯電路，電壓表并聯在兩燈泡兩端，連線時注意電壓表正負接線柱不要接反；
（2）因為電源電壓大于3V，在測量電壓前，應先用15V量程，測一下L₁兩端電壓，若電壓小于3V，再用3V量程；
（3）兩燈都熄滅，說明電路中有斷路的地方，用電壓表檢測L₁兩端的電壓，示數為電源電壓，說明電壓表和電源兩極連接的部分電路無斷路，綜合分析可知：電路故障是燈泡L₁斷路；
（4）分析表中實驗數據，得出結論；為了得出普遍規律，應更換不同的實驗器材，進行多次測量．

解答 解：（1）兩燈泡、開關、電源組成串聯電路，電源電壓為4.5V，電壓表選用0～15V的量程，電壓表并聯在兩燈泡兩端，電路圖如圖所示；

（2）電流表和電壓表在使用時，如不能估計測量值的大小，應采用試觸法選擇合適量程，即先選用0～15V的量程試測，如果示數小于3V，再改用0～3V量程測量．
（3）在測量L₂兩端電壓時，兩燈突然熄滅，電壓表示數變為0，用電壓表檢測L₁兩端電壓，電壓表示數為電源電壓，出現此故障的原因可能是：燈泡L₁斷路；
判斷L₂是否短路，可以采用一根導線連接L₁的兩端，讓它恢復通路，根據L₂的發光情況進行判斷，如果L₂發光，則L₂正常；若L₂不發光，則L₂短路；
（4）由表中數據可知，L₁兩端電壓U₁和L₂兩端電壓U₂相等，故可以判斷出他們使用了規格相同的燈泡，為了得出普遍規律，應更換不同規格的燈泡，進行多次測量；由表中實驗數據可知，兩燈泡兩端電壓之和2.2V+2.2V=4.4V，等于串聯總電壓，故可得出結論：串聯電路的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和．
故答案為：（1）如圖所示；（2）先選用0～15V的量程試測，如果示數小于3V，再改用0～3V量程測量；（3）燈泡L₁斷路；用一根導線連接L₁的兩端，如果L₂發光，則L₂正常；若L₂不發光，則L₂短路；（4）相同；串聯電路的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和．

點評 本題是一道實驗題，考查了：連接電路圖、電路故障分析、實驗數據分析、實驗方案改進等問題，涉及的內容較多；連接電路圖時，要注意電壓表正負接線柱不能接反，注意電壓表量程的選擇；為了使實驗結論具有普遍性，應進行多次測量．