Question

小剛和小麗用如圖所示的器材探究串聯電路的電功率關系，用三節干電池串聯作為電源，兩只小燈泡的規格不同．
（1）請用筆畫線代替導線，連接實驗電路．要求：燈L₁和L₂串聯，電壓表測量兩燈串聯后的總電壓．
（2）小剛用電壓表測量燈L₁兩端的電壓時，直接選用 O～3V 的量程，小麗說這樣不行，規范的操作方法應該是：______；
（3）他們在測量燈L₂兩端的電壓時，兩燈突然熄滅，電壓表示數變為0．小剛用電壓表檢測燈 L₁兩端的電壓，示數為電源電壓，由此判斷出燈 L₁處的故障是______．
（4）他們排除故障后，在電路中串聯一只電流表繼續實驗，得到如下表所示的一組數據．可以得出初步的結論是：______；為了得出串聯電路電功率關系的普遍規律，實驗時還應當______．

電流表示數/A	燈L1兩端電壓/V	燈L2兩端電壓/V	串聯總電壓/V
0.5	1.4	3.1	4.5

Answer 1

【答案】分析：（1）兩燈泡、開關、電源組成串聯電路，電壓表并聯在兩燈泡兩端，連線時注意電壓表正負接線柱不要接反；
（2）因為電源電壓大于3V，在測量電壓前，應先用15V量程，測一下L₁兩端電壓，若電壓小于3V，再用3V量程；
（3）兩燈突然熄滅說明電路發生斷路；電壓表測L₂兩端電壓時，電壓表示數為零，可能是L₂短路或L₂之外的電路存在斷路；
電壓表測L₁電壓時，電壓表有示數且等于電源電壓，說明此時電壓表與電源兩極相連接，L₁之外電路不存在端路；綜合分析可知：電路故障是燈泡L₁斷路；
（4）分析表中實驗數據，得出結論；為了得出普遍規律，應更換不同的實驗器材，進行多次測量．
解答：解：（1）兩燈泡、開關、電源組成串聯電路，電壓表并聯在兩燈泡兩端，電路圖如圖所示；
（2）電流表和電壓表在使用時，如不能估計測量值的大小，應采用試觸法選擇合適量程，即先選用0～15V的量程試測，如果示數小于3V，再改用0～3V量程測量．
（3）在測量L₂兩端電壓時，兩燈突然熄滅，電壓表示數變為0，用電壓表檢測L₁兩端電壓，電壓表示數為電源電壓，出現此故障的原因可能是：燈泡L₁斷路；
（4）由表中實驗數據可知，兩燈泡兩端電壓之和1.4V+3.1V=4.5V等于串聯總電壓（或由電功率公式P=UI求出各燈泡功率與電路總功率，可發現兩燈泡功率之和等于電路總功率），為了得出普遍規律，應換用不同規格的器材（燈泡、電源）或加滑動變阻器，多次測量．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）先選用0～15V的量程試測，如果示數小于3V，再改用0～3V量程測量；
（3）燈泡L₁斷路；（4）串聯電路總電壓等于各支路兩端電壓之和；換用不同規格的器材（燈泡、電源）或加滑動變阻器，多次測量．
點評：本題是一道實驗題，考查了：連接電路圖、電路故障分析、實驗數據分析、實驗方案改進等問題，涉及的內容較多；連接電路圖時，要注意電壓表正負接線柱不能接反，注意電壓表量程的選擇；為了使實驗結論具有普遍性，應進行多次測量．