Question

4．綜合作圖--探究電學(xué)黑箱里的電路結(jié)構(gòu)：
某面板上有L₁、L₂兩個(gè)燈泡，三個(gè)開關(guān)S₁、S₂、S₃，一個(gè)電壓表和一個(gè)電流表，為了在不打開盒子的情況下，探究盒內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)，小明做了多次實(shí)驗(yàn)并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，在方框內(nèi)畫出盒內(nèi)的電路圖．

閉合開關(guān)		S1	S2	S3	S1、S2	S1、S3	S2、S3	S1、S2、S3
燈的情況	L1	不亮	不亮	不亮	不亮	亮	不亮	不亮
	L2	不亮	不亮	不亮	亮	亮	不亮	亮
電流表情況		無	無	無	I1	I2	無	I1（I1＞I2）
電壓表情況		無	無	無	U1	U2	無	U1（U1＞U2）

Answer 1

分析 開關(guān)與燈泡串聯(lián)時(shí)，閉合開關(guān)接通電路，燈亮；開關(guān)與燈泡并聯(lián)時(shí)，閉合開關(guān)燈會(huì)被短路，燈不亮；依據(jù)并聯(lián)和串聯(lián)電路的電壓和電流特點(diǎn)、表格中開關(guān)在不同狀態(tài)下燈泡的亮暗情況確定燈泡與各開關(guān)的連接方式，根據(jù)電表示數(shù)情況確定電表作用，然后作出電路圖．

解答 解：
串聯(lián)電路中各部分電路兩端電壓之和等于電源電壓，并聯(lián)電路中各支路兩端電壓與電源電壓都相等．
由表格分析可知：
①S₁、S₂閉合只有L₂亮?xí)r，其兩端電壓U₁應(yīng)等于電源電壓；S₁、S₃閉合兩燈都亮?xí)r，若兩燈并聯(lián)，無論電壓表測哪條支路兩端電壓都與電源電壓相等，但電壓表示數(shù)U₁＞U₂，說明兩燈是串聯(lián)的，且電壓表測的不是電源電壓，而是L₂電壓；
只有L₂亮?xí)r的電流I₁大于兩燈都時(shí)的電流I₂，由歐姆定律和串聯(lián)電路特點(diǎn)，符合只有L₂亮的電流大于兩燈串聯(lián)時(shí)電路中電流，即電流表測電路中電流；
②單獨(dú)閉合S₁或S₂或S₃，燈都不亮，說明每個(gè)燈至少需要同時(shí)閉合兩個(gè)或兩個(gè)以上的開關(guān)，才可以正常工作．
無論哪個(gè)燈亮，都必需閉合S₁，說明S₁控制整個(gè)電路；
③只要閉合S₂，燈泡L₁就不亮，說明S₂與L₁與并聯(lián)；
④當(dāng)閉合開關(guān)S₁、S₃，兩燈都亮；S₁、S₂時(shí)，只有L₂燈亮；同時(shí)閉合S₁、S₂、S₃時(shí)L₁不亮，說明S₂將L₁與S₃同時(shí)短路了，即L₁與S₃串聯(lián)后與S₂并聯(lián)．
由上述分析畫出電路圖如下圖所示：
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點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路圖設(shè)計(jì)，根據(jù)題意判斷燈泡的連接方式及電表、開關(guān)作用是關(guān)鍵．