Question

3．在做“探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律”實驗時，有多個燈泡可供選擇，小明把兩只燈泡L₁、L₂串聯(lián)起來接到電源上，如圖所示：
（1）當(dāng)分別把電壓表在圖中AB兩點、BC兩點及AC兩點時，閉合開關(guān)后測得的數(shù)據(jù)是：U_AB=0V，U_BC=12V，U_AC=12V，則故障可能是：燈泡L₁短路，或L₂斷路，或L₁短路同時L₂斷路；
（2）故障排除后，實驗正常進(jìn)行，通過測量得到了兩組數(shù)據(jù)如表：

實 驗 次 數(shù)	AB間電壓U1/V	BC間電壓U2/V	AC間電壓U3/V
1	4	8	12
2	6	6	12

分析兩組實驗數(shù)據(jù)，可得出串聯(lián)電路中，總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和；
（3）本次實驗設(shè)計你認(rèn)為不合理的是更換不同的燈泡進(jìn)行多次實驗，理由：實驗操作麻煩．

Answer 1

分析 （1）用電壓表分析故障的方法：若電壓表示數(shù)為0，說明與電壓表并聯(lián)的用電器短路了，或者與電壓表并聯(lián)的用電器之外的電路存在斷路故障；若電壓表示數(shù)有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的部分電路存在斷路故障．
閉合開關(guān)燈泡不亮，原因有兩個：斷路或短路．已知兩燈串聯(lián)都不亮，所以不可能是一燈短路，只能是斷路．
（2）串聯(lián)電路中，總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和．
（3）（3）多次測量總結(jié)電壓規(guī)律的方法：可以更換不同的燈泡進(jìn)行多次測量；也可以改變電壓進(jìn)行多次測量；也可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器進(jìn)行多次測量．

解答 解：（1）如果燈泡L₁短路，則L₁兩端電壓為0V，即U_AB=0V；電路中只有燈泡L₂，L₂兩端電壓等于電源電壓，所以有：U_BC=12V，U_AC=12V；
如果燈泡L₁正常，燈泡L₂開路，電壓表相當(dāng)于測量的電源電壓，所以有U_AB=0V，U_BC=12V，U_AC=12V；
如果燈泡L₁短路，同時燈泡L₂開路，電壓表相當(dāng)于測量的電源電壓，所以有U_AB=0V，U_BC=12V，U_AC=12V．
綜上所述可知導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因是：燈泡L₁短路或L₂斷路，或L₁短路同時L₂斷路；
（2）故障排除后，測得U_AB=4V、U_BC=8V、U_AC=12V，于是得到結(jié)論：串聯(lián)電路中，總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和．
（3）本題原實驗是通過更換不同的燈泡進(jìn)行多次測量，實驗過程較麻煩，可通過調(diào)節(jié)滑動變阻器進(jìn)行多次測量，實驗電路圖如右圖所示：

故答案為：（1）燈泡L₁短路，或L₂斷路，或L₁短路同時L₂斷路；
（2）串聯(lián)電路中，總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和；
（3）更換不同的燈泡進(jìn)行多次實驗；實驗操作麻煩．

點評 利用電壓表示數(shù)判斷電路故障，能否了解串聯(lián)分壓的特點（電路中電阻越大，電阻兩端的電壓越高）是解題的關(guān)鍵．