Question

實驗課上，趙明和李華的實驗小組把兩個不同規(guī)格的小燈泡連接在如圖甲所示的電路中，電源是3V的恒定電源．閉合開關s后，發(fā)現(xiàn)L₂亮，而L₁不亮，這是為什么呢？趙明提出猜想：
猜想一：可能L₁處發(fā)生斷路；
猜想二：可能處L₁發(fā)生短路．
（1）根據(jù)

 

（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）電路的特點，可知猜想一不正確的．
（2）針對猜想二，李華找了一只電壓表，分別并聯(lián)在L₁，L₂兩端，如圖乙所示，假如猜想二成立，則L₁兩端電壓應為

 

V，而L₂兩端電壓應為

 

V．
（3）實驗發(fā)現(xiàn)兩次電壓表均有明顯讀數(shù)，且L₁兩端電壓L₂比兩端電壓�。�說明猜想二

 

（選填“正確”或“錯誤”），趙明認為：根據(jù)公式P=

U2

R

，L₁不亮、L₂亮原因可能是L₁電阻較L₂電阻大，他的解釋是否正確，請加以分析；

 

．
（4）電源不能更改，但電路允許改動，要使L₁比原來亮些，你想到什么方法：
a

 

，b

 

．

Answer 1

分析：（1）串聯(lián)電路中只有一條電流路徑，如果有一個用電器出現(xiàn)斷路（開路），則整個電路就沒有電流，其它燈也不會發(fā)光．
（2）當電壓表所測范圍內出現(xiàn)短路時，相當于一條導線，發(fā)生斷路的燈泡兩端的電壓應為零；另一個燈泡兩端的電壓應等于電源電壓．
（3）燈泡的亮度是由燈的實際功率決定的，可以通過電路中電阻的變化判斷出電流、電壓的變化，再根據(jù)相關公式判斷實際功率的變化，從而得出燈亮度變化．
（4）若使L₁比原來亮，則其實際功率應增大，所以從任何增大L₁兩端的電壓上進行分析．

解答：解：
（1）由甲圖可知，L₁和L₂是串聯(lián)在電路中，根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，當L₁處發(fā)生斷路（開路）時，整個電路中就不再有電流，L₂也不會發(fā)光，與題意不符，所以猜想一是不正確的．
（2）由乙圖可知，如果L₁處發(fā)生短路，L₁兩端的電壓表相當于并聯(lián)在一根導線上，導線電阻很小幾乎為零，所以L₁兩端的電壓幾乎為零，電壓表示數(shù)為零；
燈泡L₂兩端電壓等于電源電壓，為3V；
（3）由于兩燈泡兩端的電壓不相等，所以不能根據(jù)P=

U2

R

得出電阻之間的關系；
因為L₁與L₂串聯(lián)，電路中電流相等，而L₁兩端電壓比L₂兩端電壓小，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，應該是L₁電阻很小，導致L₁的實際功率變得很小，L₁燈也變得很暗；
由上分析知，猜想二錯誤；
（4）要使L₁變亮，可想辦法增大L₁兩端的電壓，將兩燈泡并聯(lián)，此時L₁兩端的電壓等于電源電壓；
或用導線將L₂短路，此時L₁兩端的電壓也等于電源電壓．
故答案為：（1）串聯(lián)；（2）0；3；（3）錯誤；不正確，L₁與L₂串聯(lián)，電路中電流相等，L₁兩端電壓比L₂兩端電壓小，由R=

U

I

知，R₁小于R₂；（4）①將L₁和L₂并聯(lián)；②用導線與L₂并聯(lián)，將其短路掉．

點評：該題通過電路出現(xiàn)的現(xiàn)象來判斷電路中的故障，考查同學們應用知識解決實際問題的能力，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，在分析過程中，還要選擇合適的公式才能得出正確結論．