题目内容

一实验小组用如图1所示的器材探究“串联电路的电压关系”.用三节干电池串联供电,他们选择了两只规格不同的小灯泡L1
L2,其中L1电阻值已知,L2电阻值未知.
(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路.要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压.
(2)为了保证电路的安全,连接器材时,开关应
断开
断开

(3)小明用电压表测量L1两端电压时,直接选用0-3V的量程,小悦说这样不行,规范的操作方法应该是
先用0-15V量程进行判断,若电压低于3V,则
选用0-3V量程进行测量
先用0-15V量程进行判断,若电压低于3V,则
选用0-3V量程进行测量

(4)在测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,用电压表检测L1两端电压,电压表示数为电源电压,出现此故障的原因可能是
灯泡L1断路
灯泡L1断路

(5)他们排除故障后继续实验,得出一组实验数据如下表.为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应
进行多次测量
进行多次测量

L1两端电压U1(V) L2两端电压U2(V) 电路两端总电压U(V)
1.5 2.8 4.3
(6)另一实验小组的小宝根据实验数据绘制了电压U2随电压U1变化的图象,如图2所示,请你根据该图象写出电压U2和U1的关系式:U2=
9V-U1
9V-U1

分析:(1)两灯泡、开关、电源组成串联电路,电压表并联在两灯泡两端,连线时注意电压表正负接线柱不要接反;
(2)为保证电路安全,连接电路时,开关应断开;
(3)因为电源电压大于3V,在测量电压前,应先用15V量程,测一下L1两端电压,若电压小于3V,再用3V量程;
(4)亮灯熄灭说明电路存在断路;电压表测L2两端电压时,电压表示数为零,可能是L2短路或L2之外的电路存在断路;
电压表测L1电压时,电压表有示数且等于电源电压,说明此时电压表与电源两极相连接,L1之外电路不存在断路;综合分析可知:电路故障是灯泡L1断路;
(5)为了得出普遍规律,应进行多次实验;
(6)由图象找出两电压间的关系,结合串联电路特点,求出电压U2和U1的关系式.
解答:解:(1)两灯泡、开关、电源组成串联电路,电压表并联在两灯泡两端,电路图如图所示;
故答案为:电路图如图所示.
(2)为了保证电路的安全,连接器材时,开关应断开;
故答案为:断开.
(3)小明用电压表测量L1两端电压时,直接选用0-3V的量程,小悦说这样不行,规范的操作方法应该是:先用0-15V量程进行判断,若电压低于3V,则选用0-3V量程进行测量;
故答案为:先用0-15V量程进行判断,若电压低于3V,则选用0-3V量程进行测量.
(4)在测量L2两端电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0,用电压表检测L1两端电压,
电压表示数为电源电压,出现此故障的原因可能是:灯泡L1断路;
故答案为:灯泡L1断路.
(5)为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应进行多次测量;
故答案为:多次测量.
(6)由由图象可得:当U1=3V时,U2=6V;当U1=4V时,U2=5V;当U1=5V时,U2=4V;当U1=6V时,U2=3V;
由此可知,它们串联的总电压为9V;根据串联电路电压规律可得:U1+U2=9V,所以U2=9V-U1
故答案为:U2=9V-U1
点评:本题是一道实验题,考查了:连接电路图、连接电路的注意事项、电路故障分析、根据图象求串联电路电压规律等问题,涉及的内容较多;连接电路图时,要注意电压表正负接线柱不能接反,注意电压表量程的选择;第(6)的解题关键是分析图象,由图象获取所需信息.
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