Question

11．小剛和小麗用如圖所示的器材探究串聯(lián)電路的電壓關(guān)系，用三節(jié)干電池串聯(lián)做電源，兩只小燈泡的規(guī)格不同．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，連接實(shí)驗(yàn)電路．要求：L₁和L₂串聯(lián)，電壓表測(cè)量?jī)蔁舸��?lián)后的總電壓．
（2）小剛用電壓表測(cè)量L₁兩端的電壓時(shí)，直接選用0--3V 的量程，小麗說這樣不行，規(guī)范的操作方法應(yīng)選擇0～15V量程試觸．
（3）他們?cè)跍y(cè)量L₂兩端的電壓時(shí)，兩燈突然熄滅，電壓表示數(shù)變?yōu)?．小剛用電壓表檢測(cè)L₁兩端的電壓，示數(shù)為電源電壓，由此判斷出L₁處的故障是斷路．
（4）他們排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，得出了上表所示的一組數(shù)據(jù)．為了得出串聯(lián)電路電壓關(guān)系的普遍規(guī)律，他們還應(yīng)當(dāng)換用不同規(guī)格的燈泡多測(cè)幾組數(shù)據(jù)．

L1兩端電壓/V	L2兩端電壓/V	串聯(lián)總電壓/V
1.4	3.1	4.5

（5）他們最終得出串聯(lián)電路電壓關(guān)系是：U=U₁+U₂（寫表達(dá)式）．

Answer 1

分析 （1）依次將開關(guān)、燈泡L₁、L₂串聯(lián)進(jìn)電路，因兩燈泡的總電壓為7.3V，故電壓表選大量程且與L₁、L₂并聯(lián)；
（2）因?yàn)殡娫措妷捍笥?V，在測(cè)量電壓前，應(yīng)先用15V量程，測(cè)一下L₁兩端電壓，若電壓小于3V，再用3V量程；
（3）測(cè)量L₂兩端電壓時(shí)，兩燈突然熄滅，電壓表示數(shù)為O，說明電路中除L₂以外的部分出現(xiàn)短路；用電壓表檢測(cè)L₁兩端電壓，示數(shù)為電源電壓，則可進(jìn)一步說明是L₁處發(fā)生斷路；用另外一只完好的燈泡與L₁并聯(lián)或干脆替換L₁，若L₂能發(fā)光，則說明是L₁處發(fā)生斷路；
（4）應(yīng)多次實(shí)驗(yàn)，避免結(jié)論的偶然性；
（5）結(jié)合表中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可得出結(jié)論．

解答 解：（1）實(shí)物圖連接如下所示：

（2）電流表和電壓表在使用時(shí)，如不能估計(jì)測(cè)量值的大小，應(yīng)采用試觸法選擇合適量程，即先選用0～15V的量程試測(cè)，如果示數(shù)小于3V，再改用0～3V量程測(cè)量．
（3）測(cè)量L₂兩端電壓時(shí)，兩燈突然熄滅，電壓表示數(shù)為0，用電壓表檢測(cè)L₁兩端電壓，示數(shù)為電源電壓，是由于L₁處發(fā)生斷路；用另外一只完好的燈泡與L₁并聯(lián)或干脆替換L₁，若L₂能發(fā)光，則說明是L₁處發(fā)生斷路；
（4）為得出必然規(guī)律，避免結(jié)論的偶然性，應(yīng)換用不同規(guī)格的燈泡多測(cè)幾組數(shù)據(jù)；
（5）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，兩燈泡兩端電壓之和1.4V+3.1V=4.5V，等于串聯(lián)總電壓，故可得出結(jié)論：串聯(lián)電路的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和，
即：U=U₁+U₂．
故答案為：（1）見上圖；（2）0～15V；試觸；（3）斷路；（4）換用不同規(guī)格的燈泡多測(cè)幾組數(shù)據(jù)；（5）U=U₁+U₂．

點(diǎn)評(píng) 本題對(duì)電路連接、故障排除以及多次實(shí)驗(yàn)的目的進(jìn)行考查，難點(diǎn)在與電路故障的排除，兩燈都熄滅，說明電路中有斷路的地方，用電壓表檢測(cè)L₁兩端的電壓，示數(shù)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．