Question

实验课上，赵明和李华的实验小组把两个不同规格的小灯泡连接在如图甲所示的电路中，电源是3V的恒定电源．闭合开关s后，发现L₂亮，而L₁不亮，这是为什么呢？赵明提出猜想：
猜想一：可能L₁处发生断路；
猜想二：可能处L₁发生短路．
（1）根据

 

（填“串联”或“并联”）电路的特点，可知猜想一不正确的．
（2）针对猜想二，李华找了一只电压表，分别并联在L₁，L₂两端，如图乙所示，假如猜想二成立，则L₁两端电压应为

 

V，而L₂两端电压应为

 

V．
（3）实验发现两次电压表均有明显读数，且L₁两端电压L₂比两端电压小．说明猜想二

 

（选填“正确”或“错误”），赵明认为：根据公式P=

U2

R

，L₁不亮、L₂亮原因可能是L₁电阻较L₂电阻大，他的解释是否正确，请加以分析；

 

．
（4）电源不能更改，但电路允许改动，要使L₁比原来亮些，你想到什么方法：
a

 

，b

 

．

Answer 1

分析：（1）串联电路中只有一条电流路径，如果有一个用电器出现断路（开路），则整个电路就没有电流，其它灯也不会发光．
（2）当电压表所测范围内出现短路时，相当于一条导线，发生断路的灯泡两端的电压应为零；另一个灯泡两端的电压应等于电源电压．
（3）灯泡的亮度是由灯的实际功率决定的，可以通过电路中电阻的变化判断出电流、电压的变化，再根据相关公式判断实际功率的变化，从而得出灯亮度变化．
（4）若使L₁比原来亮，则其实际功率应增大，所以从任何增大L₁两端的电压上进行分析．

解答：解：
（1）由甲图可知，L₁和L₂是串联在电路中，根据串联电路的特点可知，当L₁处发生断路（开路）时，整个电路中就不再有电流，L₂也不会发光，与题意不符，所以猜想一是不正确的．
（2）由乙图可知，如果L₁处发生短路，L₁两端的电压表相当于并联在一根导线上，导线电阻很小几乎为零，所以L₁两端的电压几乎为零，电压表示数为零；
灯泡L₂两端电压等于电源电压，为3V；
（3）由于两灯泡两端的电压不相等，所以不能根据P=

U2

R

得出电阻之间的关系；
因为L₁与L₂串联，电路中电流相等，而L₁两端电压比L₂两端电压小，根据串联分压原理，应该是L₁电阻很小，导致L₁的实际功率变得很小，L₁灯也变得很暗；
由上分析知，猜想二错误；
（4）要使L₁变亮，可想办法增大L₁两端的电压，将两灯泡并联，此时L₁两端的电压等于电源电压；
或用导线将L₂短路，此时L₁两端的电压也等于电源电压．
故答案为：（1）串联；（2）0；3；（3）错误；不正确，L₁与L₂串联，电路中电流相等，L₁两端电压比L₂两端电压小，由R=

U

I

知，R₁小于R₂；（4）①将L₁和L₂并联；②用导线与L₂并联，将其短路掉．

点评：该题通过电路出现的现象来判断电路中的故障，考查同学们应用知识解决实际问题的能力，具有一定的难度，尤其是根据电压表示数的变化来判断电路故障，以及查找电灯亮度变化的原因，是具有较大的迷惑性，在分析过程中，还要选择合适的公式才能得出正确结论．