Question

3．小剛和小麗用圖所示的器材探究串聯電路的電壓關系，用三節干電池串聯做電源，兩只小燈泡的規格不同．
（1）請用筆畫線代替導線，連接實驗電路．要求：L₁ 和L₂ 串聯，電壓表測量兩燈串聯后的總電壓．
（2）小剛用電壓表測量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進行試觸再確定應該選大量程還是小量程．
（3）他們在測量L₂ 兩端的電壓時，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 處的故障是斷路．（選填“短路或斷路”）

L1兩端電壓/V	L2兩端電壓/V	串聯總電壓/V
1.4	3.1	4.5

（4）他們排除故障后繼續實驗，得出了上表所示的一組數據．為了得出串聯電路電壓關系的普遍規律，他們還應當換用不同規格的器材（燈泡、電源）或加滑動變阻器，多次測量．
（5）由表格中的數據可知：串聯電路中的總電壓等于在串聯電路中：串聯電路中總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和．

Answer 1

分析 （1）根據題意將開關和兩燈逐個順次連接即成串聯，電壓表沒是兩燈總電壓，應將電壓表與兩燈并聯；
（2）在不能估計被測電壓大小的情況下，應選用電壓表的大量程進行試觸，通過指針的偏轉角度確定選擇的量程；
（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；
（4）實驗中，為得出普遍規律，應換用不同規格器材進行多次測量；
（5）根據表格數據，由串聯電路的電壓規律分析答題．

解答 解：
（1）由題L₁和L₂串聯，根據電流流向，由電源正極→開關→L₂→L₁→電源負極，依次連接即成串聯，電壓表測兩燈總電壓，將電壓表并聯在兩燈之間，電源由三節干電池組成，即電源電壓4.5V，所以電壓表使用0-15V量程．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）①在測量L₂兩端的電壓時，電路如下圖：

兩燈突然熄滅，說明電路中有斷路的地方；電壓表示數為零，說明L₂短路或者電壓表和電源連接的部分“電壓表--開關--電源--L₁”電路中出現了斷路．
②再電壓表檢測L₁兩端的電壓，電路如下圖：

電壓表示數為電源電壓，說明電壓表和電源連接的部分“電壓表--L₂--開關--電源”無斷路，只能是燈泡L₁斷路；
（4）為了得出串聯電路電壓關系的普遍規律，換用不同規格的器材（燈泡、電源）或加滑動變阻器，多次測量；
（5）由表格，U=U₁+U₂=1.4V+3.1V=4.5V；即在串聯電路中：串聯電路中總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和．
故答案為：（1）如上圖；（2）試觸；（3）斷路；（4）換用不同規格的器材（燈泡、電源）或加滑動變阻器，多次測量；（5）在串聯電路中：串聯電路中總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和．

點評 本題是一道實驗題，考查了：連接電路圖、實驗操作、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．