Question

8．小剛和小麗用如圖1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(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，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(shuō)這樣不行，規(guī)范的操作方法應(yīng)該是選用大量程進(jìn)行試觸．

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

（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出的故障是斷路；L₂是短路還是正常的？小麗在原電路中又添加了一個(gè)電學(xué)器材，就檢驗(yàn)出了結(jié)果，她的方法可能是用小燈泡與L₁并聯(lián)，如果L₂發(fā)光，則L₂正常；若L₂不發(fā)光，則L₂短路．
（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)換用不同規(guī)格的燈泡多做幾次實(shí)驗(yàn)．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，某同學(xué)在電路中增加了一個(gè)滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑片后可以調(diào)節(jié)一只燈泡的亮度，另一只燈的亮度不變，電壓表測(cè)量亮度變化的那只燈的電壓，請(qǐng)?jiān)趫D2方框內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意將開(kāi)關(guān)和兩燈逐個(gè)順次連接即成串聯(lián)，電壓表測(cè)兩燈總電壓，應(yīng)將電壓表與兩燈并聯(lián)；
（2）在不能估計(jì)被測(cè)電壓大小的情況下，應(yīng)選用電壓表的大量程進(jìn)行試觸，通過(guò)指針的偏轉(zhuǎn)角度確定選擇的量程；
（3）兩燈都熄滅，說(shuō)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(shuō)明電壓表和電源兩極連接的部分電路無(wú)斷路，即L2不存在斷路；
（4）實(shí)驗(yàn)中，為得出普遍規(guī)律，應(yīng)換用不同規(guī)格器材進(jìn)行多次測(cè)量；
（5）根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，兩燈并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在其中的一條支路上．

解答 解：（1）由題L₁和L₂串聯(lián)，根據(jù)電流流向，由電源正極→開(kāi)關(guān)→L₂→L₁→電源負(fù)極，依次連接即成串聯(lián)，電壓表測(cè)兩燈總電壓，將電壓表并聯(lián)在兩燈之間，電源由三節(jié)干電池組成，即電源電壓4.5V，所以電壓表使用0-15V量程并注意電壓表的正負(fù)接線(xiàn)柱．如圖3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，試觸時(shí)應(yīng)選用大量程，即先選用0～15V的量程，如果示數(shù)小于3V，再改用0～3V量程測(cè)量．
（3）兩燈突然熄滅，說(shuō)明電路中有斷路的地方；電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明L₂短路或者電壓表和電源連接的部分“電壓表--開(kāi)關(guān)--電源--L₁”電路中出現(xiàn)了斷路．判斷L₂是短路還是正常的方法是：用小燈泡與L₁并聯(lián)（或替換L₁），如果L₂發(fā)光，則L₂正常；若L₂不發(fā)光，則L₂短路；
（4）為了得出串聯(lián)電路電壓關(guān)系的普遍規(guī)律，換用不同規(guī)格的燈泡，多次測(cè)量；
（5）由題可知，兩燈并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在其中一條支路上，電壓表測(cè)這只燈泡的兩端電壓，如圖4．

故答案為：（1）如圖3；（2）選用大量程進(jìn)行試觸；（3）斷路；用小燈泡與L₁并聯(lián)，如果L₂發(fā)光，則L₂正常；若L₂不發(fā)光，則L₂短路；（4）換用不同規(guī)格的燈泡多做幾次實(shí)驗(yàn)；（5）如圖4．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道實(shí)驗(yàn)題，考查了：連接電路圖、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)等問(wèn)題，涉及的內(nèi)容較多；連接電路圖時(shí)，要注意電壓表正負(fù)接線(xiàn)柱不能接反，注意電壓表量程的選擇；為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量．