Question

【題目】回答下列問題：
（1）設(shè)計電路．要求：L1和L2串聯(lián)，電流表測L1的電流，電壓表測L2兩端的電壓，滑動變阻器控制電路中的電流不超過0.5A．用鉛筆線代替導(dǎo)線將圖1中的元件連接起來．

（2）探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律：在做“探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時，有多個燈泡可供選擇，小麗把兩只燈泡L1、L2串聯(lián)起來接到電源上，如圖2所示：
當(dāng)分別把電壓表連在圖2中AB兩點(diǎn)、BC兩點(diǎn)及AC兩點(diǎn)時，閉合開關(guān)后測得的數(shù)據(jù)是：UAB=0，UBC=4.5V，UAC=4.5V，則故障可能是 ． 故障排除后，實(shí)驗(yàn)正常進(jìn)行，通過測量得到了三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	AB間電壓U1/V	BC間電壓U2/V	AC間電壓U3/V
1	2.0	2.5	4.5
2	2.4	2.1	4.5
3	1.9	2.6	4.5

分析兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出： ．
實(shí)驗(yàn)完成后，同組的小楊同學(xué)認(rèn)為，每次操作都需要將電壓表拆接至AB、BC、AC兩端，太過繁瑣，她認(rèn)為只需進(jìn)行兩個簡單的操作，如圖2所示：①在測L2兩端的電壓時，只需將電壓表所接的B接點(diǎn)不動，只斷開A接點(diǎn)，并改接到C接點(diǎn)上；②測總電壓時，只需將電壓表所接的A接點(diǎn)不動，只斷開B接點(diǎn)，并改接到C接點(diǎn)上．聰明的小亮同學(xué)馬上對她的方法給予了否定，他認(rèn)為在進(jìn)行操作①時，會出現(xiàn)的問題，而在進(jìn)行操作②時，會出現(xiàn)的問題．

Answer 1

【答案】
（1）解：電源電壓為3V，電壓表選用小量程；電路中電流不超過0.5A，電流表選用小量程，將兩燈與電流表、變阻器、開關(guān)串聯(lián)起來，最后將電壓表并聯(lián)在L2的兩端，如下圖所示：

（2）燈泡L1短路（或L2斷路、或L1短路同時L2斷路）；串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電壓之和；電壓表指針反偏；電壓表指針偏到表盤右側(cè)無刻度處
【解析】解：（2）如果燈泡L1短路，則只有燈泡L2接在電路中，電壓表測量的電源電壓，所以有UAB=0，UBC=4.5V，UAC=4.5V；
如果燈泡L1正常，燈泡L2斷路，把電壓表連在圖2中AB兩點(diǎn)時，電路為斷路，電壓表無示數(shù)；連在BC兩點(diǎn)時，則相當(dāng)于電壓表與燈L1串聯(lián)，因電壓表內(nèi)阻很大，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)接近電源電壓；連在AC兩點(diǎn)，電壓表直接測量電源電壓，所以有UAB=0，UBC=4.5V，UAC=4.5V；如果燈泡L1短路，同時燈泡L2開路，電壓表連在AB兩點(diǎn)時，電壓表所在電路與電源沒有連通，無示數(shù)；電壓表連在BC間，則電壓表直接與電源連通，電壓表示數(shù)為電源電壓；當(dāng)電壓表連在AC間時，電壓表測電源電壓，電壓表示數(shù)為電源電壓，所以有UAB=0，UBC=4.5V，UAC=4.5V；
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）由表中數(shù)據(jù)可知，AC間的電壓等于AB間的電壓與BC間的電壓之和，即U3=U1+U2 ， 故可得結(jié)論：串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電壓之和；①當(dāng)電壓表B點(diǎn)不動，只斷開A點(diǎn)，并改接到C點(diǎn)上時，雖然電壓表此時與L2并聯(lián)，但電壓表的正負(fù)接線柱卻是反的，閉合開關(guān)后，指針會反向偏轉(zhuǎn)，所以不能測出L2兩端的電壓；②由表格數(shù)據(jù)可知，AB間電壓U1小于3V，電壓表選0～3V的量程；電源的電壓為4.5V，選0～15V的量程；將電壓表所接的A接點(diǎn)不動，只斷開B接點(diǎn)，并改接到C接點(diǎn)上時，雖然電壓表測電源的電壓，但已超出量程，指針會偏到右側(cè)無刻度處．
所以答案是：（1）如上圖所示：（2）燈泡L1短路（或L2斷路、或L1短路同時L2斷路）；
串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電壓之和；①電壓表指針反偏；②電壓表指針偏到表盤右側(cè)無刻度處．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．