Question

實驗課上，同學們把兩個相同規格的小燈泡連接在如圖所示的電路中，閉合開關后，兩燈發光．此時，一同學不小心把L₂的玻璃外殼打破了，結果L₁更亮、L₂熄滅了．這是為什么呢？他們提出猜想：
猜想一：可能L₂處發生開路；
猜想二：可能L₂處發生短路．
（1）經過認真分析，他們認為猜想一是不正確的，其理由是________．
（2）針對猜想二，在不拆開原電路的情況下，同學們找了一只電壓表和一些導線，進行檢驗，通過實驗證實猜想二是錯誤的．請你在空白處畫出所用實驗的電路圖，并簡要說明實驗操作的方法和實驗觀察到的現象．
（3）結合上述實驗事實及你所掌握的物理知識分析L₁更亮、L₂熄滅的原因可能是________．

Answer 1

解：（1）由電路圖可知，L₁和L₂是串聯在電路中，根據串聯電路的特點可知，當L₂處發生斷路（開路）時，整個電路中就不再有電流，L₁也不會發光，與題意不符，所以猜想一是不正確的．
故答案為：串聯電路一斷全斷．
（2）實驗的電路圖如下圖所示：

實驗操作：把電壓表并聯在L₂的兩端，閉合開關，觀察電壓表的示數；
實驗現象：電壓表的示數不為0．
（3）因兩燈泡串聯，所以通過兩燈泡的電流相等；
根據P=I²R可知，L₂不亮的原因是其電阻變小；
因燈絲的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關，
所以當燈泡L₂玻璃破裂后，其材料、長度、橫截面積不變，溫度降低，電阻變小；
故L₁更亮、L₂熄滅的原因可能是：燈泡L₂玻璃破裂后其燈絲溫度比L₁低，電阻小而不發光．
故答案為：燈泡L₂玻璃破裂后其燈絲溫度比L₁低，電阻小而不發光．
分析：（1）串聯電路中只有一條電流路徑，如果有一個用電器出現斷路（開路），則整個電路就沒有電流，其它燈也不會發光．
（2）如果L₂處發生短路，L₂兩端的電壓表相當于并聯在一根導線上，L₁兩端的電壓幾乎為零，電壓表示數為零．
（3）燈泡的亮度是由燈的實際功率決定的，根據串聯電路的電流特點和P=I²R可知L₂電阻的變化，再根據影響電阻大小的因素得出L₂熄滅的原因．
點評：本題通過電路出現的現象來判斷電路中的故障，考查同學們應用知識解決實際問題的能力，具有一定的難度，尤其是根據電壓表示數的變化來判斷電路故障，以及查找電燈亮度變化的原因，是具有較大的迷惑性，在分析過程中，還要選擇合適的公式才能得出正確結論．