Question

21、在做“探究串聯電路中的電壓規律”的實驗時，有多個燈泡可供選擇，小明把兩只燈泡L₁、L₂串聯起來接到電源上，如下圖所示：

（1）當分別把電壓表連在圖中AB兩點、BC兩點及AC兩點時，閉合開關后測得的數據是：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，實驗正常進行，通過測量得到了兩組實驗數據如下表：

實驗次數	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

分析兩組實驗數據，可得出：

串聯電路中，總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和

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

Answer 1

分析：本題主要考查以下知識點：
（1）電壓表的使用：電壓表并聯在被測電路的兩端．
（2）用電壓表分析故障的方法：對于串聯電路來說，整個回路中的任何一個元件處于斷開狀態，電流也不能通過．若電壓表的示數接近于電源電壓，則電壓表兩接線柱之間的電阻極大，該部分處于開路狀態．
（3）多次測量總結電壓規律的方法：可以更換不同的燈泡進行多次測量；也可以改變電壓進行多次測量；也可以通過調節滑動變阻器進行多次測量．

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．
綜上所述可知導致該現象的原因是：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）由表中的實驗數據可知4+8=12，6+6=12，所以可得結論為：串聯電路中，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行多次測量，實驗過程較麻煩，可通過調節滑動變阻器進行多次測量，實驗電路圖如右圖所示．

點評：（1）利用電壓表示數判斷電路故障，能否了解串聯分壓的特點（電路中電阻越大，電阻兩端的電壓越高）是解題的關鍵．
（2）通過實驗數據分析實驗結論時能否根據數據關系找到共同特點（如本題的電壓之和相等）是解題的關鍵所在．