Question

21、在做“探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律”的實驗時，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，如下圖所示：

（1）當(dāng)分別把電壓表連在圖中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=0，U_BC=12V，U_AC=12V，則故障可能是

L₁短路，或L₂斷路，或L₁短路同時L₂斷路（任答對一種即可）

．
（2）故障排除后，實驗正常進(jìn)行，通過測量得到了兩組實驗數(shù)據(jù)如下表：

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）本實驗設(shè)計你認(rèn)為有什么不合理或可以改進(jìn)的地方嗎？若有，請加以說明（若是電路改進(jìn)則填寫在右邊虛線框內(nèi)）．

Answer 1

分析：本題主要考查以下知識點：
（1）電壓表的使用：電壓表并聯(lián)在被測電路的兩端．
（2）用電壓表分析故障的方法：對于串聯(lián)電路來說，整個回路中的任何一個元件處于斷開狀態(tài)，電流也不能通過．若電壓表的示數(shù)接近于電源電壓，則電壓表兩接線柱之間的電阻極大，該部分處于開路狀態(tài)．
（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，電路中只有燈泡L₂電壓表相當(dāng)于測量的電源電壓，所以有U_AB=0，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=0，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=0，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（任答對一種即可）
（2）由表中的實驗數(shù)據(jù)可知4+8=12，6+6=12，所以可得結(jié)論為：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．

點評：（1）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．
（2）通過實驗數(shù)據(jù)分析實驗結(jié)論時能否根據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)系找到共同特點（如本題的電壓之和相等）是解題的關(guān)鍵所在．