Question

16．在“探究串聯電路中各點的電流有什么關系”時：
（1）小紅把兩個燈泡L₁、L₂串聯起來（如圖1所示），閉合開關發現：燈L₁較亮，燈L₂較暗．由此他猜想：電流從電源正極流出，流過小燈泡L₁后會減小，因此流過L₁的電流比流過L₂的電流大．為了驗證該猜想是否正確，請你在不增加任何其他器材的情況下請設計實驗驗證．

對換原電路中燈L₁、L₂的位置，閉合開關，再次觀察比較兩燈泡的亮度：若L₂比L₁亮，則小紅猜想對換原電路中燈L₁、L₂的位置，閉合開關，再次觀察比較兩燈泡的亮度，若仍是L₁比L₂亮，則小紅猜想若L₂比L₁亮，則小紅猜想正確，若仍是L₁比L₂亮，則小紅猜想不正確．
（2）為了進一步探究串聯電路中各點的電流有什么關系，小明設計實驗如下：把兩個燈泡L₁、L₂串聯起來接到如圖所示電路中，分別把圖2中A、B、C各點斷開，把電流表接入，測量流過的電流，看看它們之間有什么關系．在測量A點電流時，小明剛接好最后一根導線，小燈泡就亮了，同時觀察到電流表指針偏轉至了零刻線的左側，小紅幫他立即切斷電源．小明操作中存在的錯誤有連接電路時開關沒有斷開、電流表正負接線柱接反了．
（3）正確連接電路后，小明測得A點電流如圖3所示，則通過A點的電流為0.24A．
（4）在測量C點電流時，閉合開關后發現L₁和L₂均不發光，電流表無示數．為了找出故障原因，小明用電壓表進行檢測，發現AB間電壓為0，AC間電壓為3V，BC間電壓為3V．則電路故障可能是C
A．L₁斷路   B．L₁短路    C．L₂斷路     D．L₂短路
（5）排除故障，繼續實驗，測得通過A、B、C各點的電流是相等的，為了驗證結論的普遍性，下一步他的操作是更換不同的燈泡，電阻變化，電路中的電流發生變化．
（6）小紅接著探究并聯電路電流規律．她連接了如圖4的實物連接圖，此時，電流表測的是干路（選填“L₁”、“L₂”、“干路”）的電流．若要測燈L₂的電流，請你在圖上只改動一根導線，完成電路的連接．（在需改動的導線上打“×”，再畫出重新連接后的導線）
（7）她測出了L₁、L₂支路和干路上的電流分別為I₁、I₂和I，電流表示數分別為：I₁=0.2A，I₂=0.3A，I=0.5A．根據測量結果，初步得出并聯電路中干路電流和各支路電流的關系是：I=I₁+I₂．（寫出關系式即可）．

Answer 1

分析 （1）根據小紅猜想，讓電流選通過L₂再比較燈泡亮度，即可判斷出其猜想是否正確；
（2）連接電路時開關應斷開；電流應從電流表正接線柱流進，負接線柱流出；
（3）根據電流表的量程和分度值讀出電流表示數；
（4）閉合開關兩燈都不亮，故障只能是斷路，具體位置再根據電壓表有無示數判斷；
（5）探究串聯電路中的電流時，為了使實驗結論具有普遍性，要進行多次測量，可以通過改變電源電壓，或者更換不同的燈泡，或更換不同的用電器進行多次實驗．
（6）根據電流的流向確定電流表測量的電路；電流表與被測用電器串聯；
（7）根據實驗數據分析．

解答 解：
（1）為了驗證小紅猜想否正確，我們可以：對換原電路中燈L₁、L₂的位置，閉合開關，再次觀察比較兩燈泡的亮度：若L₂比L₁亮，則小紅猜想正確，若仍是L₁比L₂亮，則小紅猜想不正確；
（2）剛接好最后一根導線，小燈泡就亮了，說明連接電路時開關沒有斷開；
電流表指針偏轉至了零刻線的左側，說明電流表的正負接線柱接反了；
（3）由圖3可知，電流表使用0-0.6A量程，分度值為0.02A，示數為0.24A；
（4）A、如果L₁斷路，L₁和L₂均不發光，電流表無示數．把電壓表并聯在AB間時，電壓表有示數．不符合題意；
B、如果L₁短路，閉合開關，L₂會發光．不符合題意；
C、如果L₂斷路，L₁和L₂均不發光，電流表無示數．用電壓表進行檢測，則ab間電壓為0，AC間電壓為3V，BC間電壓為3V．符合題意；
D、如果L₂短路，閉合開關，L₁會發光．不符合題意．
故選C．
（5）為了得到普遍的規律，應更換不同的燈泡，電阻變化，電路中的電流發生變化；
（6）從實物圖中可以看出，電流從正極流出，經過開關、電流表進行分支，分別經過兩個燈泡回到電源負極，因此電流表測量干路電流；
將L₁與電流表負接線柱相連的一端改接電流表的“0.6”接線柱上，如圖所示：
；
（7）由數據可知：I=I₁+I₂．
故答案為：（1）對換原電路中燈L₁、L₂的位置，閉合開關，再次觀察比較兩燈泡的亮度：若L₂比L₁亮，則小紅猜想正確，若仍是L₁比L₂亮，則小紅猜想不正確；（2）連接電路時開關沒有斷開；電流表正負接線柱接反了；（3）0.24；（4）C；（5）更換不同的燈泡，電阻變化，電路中的電流發生變化；（6）干路；如上圖；（7）I=I₁+I₂．

點評 本題是探究串聯電路中各點的電流關系的實驗，考查了實驗設計、電流表的使用、故障判斷等．
利用電壓表檢驗串聯電路故障時，將電壓表與某一用電器并聯，閉合開關，如果電壓表無示數，可能是此用電器短路或其它串聯部分斷路；如果電壓表顯示電源電壓，可能是此用電器并聯或其它串聯部分短路．