Question

實(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們把兩個(gè)相同規(guī)格的小燈泡連接在如圖所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)后，兩燈發(fā)光．此時(shí)，一同學(xué)不小心把L₂的玻璃外殼打破了，結(jié)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(fā)生開(kāi)路；
猜想二：可能L₂處發(fā)生短路．
（1）經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，他們認(rèn)為猜想一是不正確的，其理由是________．
（2）針對(duì)猜想二，在不拆開(kāi)原電路的情況下，同學(xué)們找了一只電壓表和一些導(dǎo)線，進(jìn)行檢驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)猜想二是錯(cuò)誤的．請(qǐng)你在空白處畫(huà)出所用實(shí)驗(yàn)的電路圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作的方法和實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象．
（3）結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)及你所掌握的物理知識(shí)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(lián)在電路中，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，當(dāng)L₂處發(fā)生斷路（開(kāi)路）時(shí)，整個(gè)電路中就不再有電流，L₁也不會(huì)發(fā)光，與題意不符，所以猜想一是不正確的．
故答案為：串聯(lián)電路一斷全斷．
（2）實(shí)驗(yàn)的電路圖如下圖所示：

實(shí)驗(yàn)操作：把電壓表并聯(lián)在L₂的兩端，閉合開(kāi)關(guān)，觀察電壓表的示數(shù)；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：電壓表的示數(shù)不為0．
（3）因兩燈泡串聯(lián)，所以通過(guò)兩燈泡的電流相等；
根據(jù)P=I²R可知，L₂不亮的原因是其電阻變��；
因燈絲的電阻與材料、長(zhǎng)度、橫截面積、溫度有關(guān)，
所以當(dāng)燈泡L₂玻璃破裂后，其材料、長(zhǎng)度、橫截面積不變，溫度降低，電阻變��；
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(fā)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(fā)光．
分析：（1）串聯(lián)電路中只有一條電流路徑，如果有一個(gè)用電器出現(xiàn)斷路（開(kāi)路），則整個(gè)電路就沒(méi)有電流，其它燈也不會(huì)發(fā)光．
（2）如果L₂處發(fā)生短路，L₂兩端的電壓表相當(dāng)于并聯(lián)在一根導(dǎo)線上，L₁兩端的電壓幾乎為零，電壓表示數(shù)為零．
（3）燈泡的亮度是由燈的實(shí)際功率決定的，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=I²R可知L₂電阻的變化，再根據(jù)影響電阻大小的因素得出L₂熄滅的原因．
點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)電路出現(xiàn)的現(xiàn)象來(lái)判斷電路中的故障，考查同學(xué)們應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，具有一定的難度，尤其是根據(jù)電壓表示數(shù)的變化來(lái)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(guò)程中，還要選擇合適的公式才能得出正確結(jié)論．