Question

11．在做“探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)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(lián)起來接到電源上，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(shù)據(jù)是：U_AB=0，U_BC=12V，U_AC=12V，則故障可能是燈L₂斷路、或燈L₁短路L、或L₁短路同時L₂斷路．
（2）故障排除后，實驗正常進行，通過測量得到了兩組實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗次數(shù)	AB間電壓U1/V	BC間電壓U2/V	AC間電壓U3/V
1	4	8	12
2	6	6	12

分析兩組實驗數(shù)據(jù)，可得出：串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和．
（3）本實驗設計你認為有什么不合理或可以改進的地方嗎？若有，請加以說明．

Answer 1

分析 （1）電壓表的使用：電壓表并聯(lián)在被測電路的兩端．
（2）用電壓表分析故障的方法：對于串聯(lián)電路來說，整個回路中的任何一個元件處于斷開狀態(tài)，電流也不能通過．若電壓表的示數(shù)接近于電源電壓，則電壓表兩接線柱之間的電阻極大，該部分處于開路狀態(tài)．
（3）多次測量總結電壓規(guī)律的方法：可以更換不同的燈泡進行多次測量；也可以改變電壓進行多次測量；也可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器進行多次測量

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(xiàn)象的原因是：燈泡L₁短路、或L₂斷路、或L₁短路同時L₂斷路；
（2）由表中的實驗數(shù)據(jù)可知4+8=12，6+6=12，所以可得結論為：串聯(lián)電路中，總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和．
（3）本題原實驗是通過更換不同的燈泡進行多次測量，實驗過程較麻煩，可通過調(diào)節(jié)滑動變阻器進行多次測量，實驗電路圖如右圖所示．

故答案為：（1）燈L₂斷路；  （2）串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和； （3）有，實驗次數(shù)太少，結論不具有普遍性．

點評 本題主要考查“探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律”的實驗，分析數(shù)據(jù)時要注意尋找數(shù)量關系，并得出普遍性的規(guī)律；對于絕大多數(shù)需要測量的實驗，我們一般都要求至少測3次，這樣的結果會更有說服力．