Question

19．在做“探究串聯電路中的電壓規律”的實驗時，有多個燈泡可供選擇，小明把兩只燈泡L₁、L₂串聯起來接到12V電源上，如圖所示．
（1）當分別把電壓表連在圖中AB兩點、BC兩點及AC兩點時，閉合開關后測得的數據是：U_AB=0，U_BC=12V，U_AC=12V，則故障可能是L₁短路或L₂斷路或L₁短路同時L₂斷路．
（2）故障排除后，閉合開關，用電壓表測出L₁兩端的電壓；在測L₂兩端的電壓時，小明同學為了節省實驗時間，采用以下方法：電壓表所接的B接點不動，只斷開A接點，并改接到C接點上進行實驗，用這種方法能否測出L₂兩端的電壓？為什么？不能；電壓表正負接線柱接反了．
（3）方法改進后小明通過測量得到的實驗數據如表：

AB間電壓U1/V	BC間電壓U2/V	AC間電壓U3/V
4	8	12

分析實驗數據，可得出：U=U₁+U₂（可用符號表示）．
（4）小明的實驗設計你認為有什么不合理的地方，該如何改進？答：只測一組實驗數據具有偶然性；換用不同型號的燈泡或更換電源電壓，重復多次實驗．

Answer 1

分析 本題主要考查以下知識點：
（1）電壓表的使用：電壓表并聯在被測電路的兩端．
（2）用電壓表測電壓時，電壓表要與被測電路并聯且電壓表正負接線柱不要接反；
（3）串聯電路電壓關系：總電壓等于各分電壓之和，即U=U₁+U₂；并聯電路電壓關系：各支路兩端的電壓相等，即U=U₁=U₂；
（4）只測一組實驗數據具有偶然性，不能說明普遍規律，應多次測量．

解答 解：（1）如果燈泡L₁短路，電路中只有燈泡L₂電壓表相當于測量的電源電壓，所以有U_AB=0，U_BC=12V，U_AC=12V；
如果燈泡L₁正常，燈泡L₂開路，電壓表相當于測量的電源電壓，所以有U_AB=0，U_BC=12V，U_AC=12V；
如果燈泡L₁短路，同時燈泡L₂開路，電壓表相當于測量的電源電壓，所以有U_AB=0，U_BC=12V，U_AC=12V．
綜上所述可知導致該現象的原因是：燈泡L₁短路或L₂斷路，或L₁短路同時L₂斷路；
（2）當電壓表b點不動，只斷開a點，并改接到c點上時，雖然電壓表此時與L₂并聯，但電壓表的正負接線柱卻是反的，閉合開關后，指針會反向偏轉，所以不能測出L₂兩端的電壓；
（3）串聯電路電壓關系：總電壓等于各分電壓之和，即U=U₁+U₂；
（4）實驗時，只測一組實驗數據具有偶然性，不能說明普遍規律，應多次測量，其改進的方法是換用不同型號的燈泡或更換電源電壓，重復多次實驗．
故答案為：（1）L₁短路或L₂斷路或L₁短路同時L₂斷路；
（2）不能；電壓表正負接線柱接反了；（3）U=U₁+U₂；（4）只測一組實驗數據具有偶然性；換用不同型號的燈泡或更換電源電壓，重復多次實驗．

點評 本題考查串并聯電路中的電壓規律，屬于中考中常見的題型．