Question

5．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，小明把两只灯泡L₁、L₂串联起来接到电源上，如图1所示：

（1）闭合开关后，两灯均不亮，当分别把电压表并联接在图中AB两点、BC两点及AC两点时，测得的数据是：
U_AB=0，U_BC=4.5V，U_AC=4.5V，则故障可能是灯泡L₂断路．
（2）排除后，实验正常进行，完成第一组数据采集后，你认为他需要进行的操作顺序是BAC．（请按先后排序）；
A．换不同型号的灯泡替换L₁、L₂，并连接好电路；  B．断开开关；  C．闭合开关
分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点，观察电压表示数，并记录数据；
（3）通过测量得到了三组实验数据如表：

实验次数	AB间电压U1/V	BC间电压U2/V	AC间电压U3/V
1	2.0	2.5	4.5
2	2.4	2.1	4.5
3	1.9	2.6	4.5

分析三组实验数据，可得出的结论是串联电路中，总电压等于各部分电路两端的电压之和．
（4）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就可以了，如图2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．
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，会出现指针反偏的问题，而在进行操作②时，会出现指针偏到表盘右侧无刻度处的问题．

Answer 1

分析 （1）闭合开关灯泡不亮，原因有两个：断路或短路．已知两灯串联都不亮，所以不可能是一灯短路，只能是断路．
（2）分析表中实验数据，根据实验数据得出实验结论；为使实验结论具有普遍性，应进行多次实验，测出多组实验数据，然后分析实验数据，得出结论．
（3）分析AB、BC、AC间电压的关系得出结论；
（4）用电压表测电压时，选择合适的量程、电压表要与被测电路并联且电压表正负接线柱不要接反，据此分析答题．

解答 解：（1）已知两灯串联都不亮，所以不可能是一灯短路，只能是断路；
如果灯泡L₁正常，灯泡L₂开路，电压表相当于测量的电源电压，所以有U_AB=0，U_BC=4.5V，U_AC=4.5V；
综上所述可知导致该现象的原因是：灯泡L₂断路；
（2）为得出普遍结论，应进行多次实验，完成第一组测量后，接下来的操作应该是：B、断开开关；
A、换不同型号的灯泡替换L₁、L₂，并连接好电路；
C、闭合开关，观察电流表示数，并记录数据；即实验步骤是：BAC．
（3）由表中数据可知，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；
（4）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0～3V的量程；电源的电压为4.5V，选0～15V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．
故答案为：（1）灯泡L₂断路；
（2）BAC；
（3）串联电路中，总电压等于各部分电路两端的电压之和；
（4）指针反偏；指针偏到表盘右侧无刻度处．

点评 本题考查了电路故障的判断和电压表的正确使用等，重点考查了学生利用所学知识解决问题的能力，对学生的能力要求较高．