题目内容
【题目】回答下列问题:
(1)设计电路.要求:L1和L2串联,电流表测L1的电流,电压表测L2两端的电压,滑动变阻器控制电路中的电流不超过0.5A.用铅笔线代替导线将如图中的元件连接起来_________.
(2)探究串联电路中的电压规律:在做“探究串联电路中的电压规律”的实验时,有多个灯泡可供选择,小丽把两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上,如图所示:
当分别把电压表连在如图中AB两点、BC两点及AC两点时,闭合开关后测得的数据是:UAB=0,UBC=4.5V,UAC=4.5V,则故障可能是________.故障排除后,实验正常进行,通过测量得到了三组实验数据如下表:
分析两组实验数据,可得出:________.
实验完成后,同组的小杨同学认为,每次操作都需要将电压表拆接至AB、BC、AC两端,太过繁琐,她认为只需进行两个简单的操作,如图所示:①在测L2两端的电压时,只需将电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上;②测总电压时,只需将电压表所接的A接点不动,只断开B接点,并改接到C接点上.聪明的小亮同学马上对她的方法给予了否定,他认为在进行操作①时,会出现________的问题,而在进行操作②时,会出现________的问题.
【答案】 灯泡L1短路(或L2断路、或L1短路同时L2断路) 串联电路中总电压等于各部分电压之和 电压表指针反偏 电压表指针偏到表盘右侧无刻度处
【解析】 (1)电源电压为3V,电压表选用小量程;电路中电流不超过0.5A,电流表选用小量程,将两灯与电流表、变阻器、开关串联起来,最后将电压表并联在L2的两端,如下图所示:
(2)如果灯泡L1短路,则只有灯泡L2接在电路中,电压表测量的电源电压,所以有UAB=0,UBC=4.5V,UAC=4.5V;如果灯泡L1正常,灯泡L2断路,把电压表连在图2中AB两点时,电路为断路,电压表无示数;连在BC两点时,则相当于电压表与灯L1串联,因电压表内阻很大,根据分压原理,电压表示数接近电源电压;连在AC两点,电压表直接测量电源电压,所以有UAB=0,UBC=4.5V,UAC=4.5V;如果灯泡L1短路,同时灯泡L2开路,电压表连在AB两点时,电压表所在电路与电源没有连通,无示数;电压表连在BC间,则电压表直接与电源连通,电压表示数为电源电压;当电压表连在AC间时,电压表测电源电压,电压表示数为电源电压,所以有UAB=0,UBC=4.5V,UAC=4.5V;综上所述可知导致该现象的原因是:灯泡L1短路(或L2断路、或L1短路同时L2断路);(2)由表中数据可知,AC间的电压等于AB间的电压与BC间的电压之和,即U3=U1+U2,故可得结论:串联电路中总电压等于各部分电压之和;①当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压;②由表格数据可知,AB间电压U1小于3V,电压表选03V的量程;电源的电压为4.5V,选015V的量程;将电压表所接的A接点不动,只断开B接点,并改接到C接点上时,虽然电压表测电源的电压,但已超出量程,指针会偏到右侧无刻度处。