Question

4．小陳和小麗用如圖所示的器材探究串聯電路的電壓關系，用三節干電池串聯作為電源，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：燈L₁和L₂串聯，電壓表測量兩燈串聯后的總電壓．

L1兩端電壓/V	L2兩端電壓/V	串聯總電壓/V
1.4	3.1	4.5

（2）當小陳正確連接完所有導線時，燈L₁和L₂立即發光，他在實驗操作中的不當之處是連接電路時開關沒有斷開．
（3）他們在測量燈L₂兩端的電壓時，兩燈突然熄滅，電壓表的示數變為0V，小陳用電壓表檢測燈L₁兩端的電壓，示數為電源電壓，由此判斷出燈L₁處的故障是開路；燈L₂是短路還是正常的？小麗在原電路中又添加了一個電學器材，就檢驗出了結果，她的方法可能是用小燈泡與L₁并聯，如果L₂發光，則L₂正常；若L₂不發光，則L₂短路．
（4）他們排出故障后繼續試驗，得出了如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，他們還應當應換用不同規格的燈泡，多次測量．

Answer 1

分析 （1）串聯電路電流只有一條路徑，一般從電源的正極開始連起，按電流的路徑連到電源負極，最后連接電壓表；
（2）為防止連接電路過程中出現短路，連接電路時開關應該斷開；
（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．

解答 解：
（1）兩燈泡、開關、電源組成串聯電路，電源由3節干電池串聯，電源電壓為1.5V×3=4.5V，因此電壓表選擇0～15V，電路圖如下圖所示：

（2）小陳剛連完最后一根導線，兩燈就亮了，說明電路是通路，小明在實驗過程中的操作不當之處是連接電路時開關沒有斷開．
（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開路；
要判斷L₂是短路還是正常，她的方法可能是：用小燈炮與L₁并聯，如果L₂發光，則L₂正常；若L₂不發光，則L₂短路．
（4）測出一組實驗數據后，為了得出普遍規律，應換用不同規格的燈泡，多次測量．
故答案為：（1）見上圖；（2）連接電路時開關沒有斷開；（3）開路；用小燈泡與L₁并聯，如果L₂發光，則L₂正常；若L₂不發光，則L₂短路；（4）應換用不同規格的燈泡，多次測量．

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．