Question

3．小刚和小丽用图所示的器材探究串联电路的电压关系，用三节干电池串联做电源，两只小灯泡的规格不同．
（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）小刚用电压表测量L1 两端的电压时，直接选用0～3V 的量程，小丽说这样不行，规范的操作方法应该是先进行试触再确定应该选大量程还是小量程．
（3）他们在测量L₂ 两端的电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0．小刚用电压表检测L₁ 两端的电压，示数为电源电压，由此判断出L₁ 处的故障是断路．（选填“短路或断路”）

L1两端电压/V	L2两端电压/V	串联总电压/V
1.4	3.1	4.5

（4）他们排除故障后继续实验，得出了上表所示的一组数据．为了得出串联电路电压关系的普遍规律，他们还应当换用不同规格的器材（灯泡、电源）或加滑动变阻器，多次测量．
（5）由表格中的数据可知：串联电路中的总电压等于在串联电路中：串联电路中总电压等于各部分电路两端的电压之和．

Answer 1

分析 （1）根据题意将开关和两灯逐个顺次连接即成串联，电压表没是两灯总电压，应将电压表与两灯并联；
（2）在不能估计被测电压大小的情况下，应选用电压表的大量程进行试触，通过指针的偏转角度确定选择的量程；
（3）两灯都熄灭，说明电路中有断路的地方，用电压表检测L₁两端的电压，示数为电源电压，说明电压表和电源两极连接的部分电路无断路；
（4）实验中，为得出普遍规律，应换用不同规格器材进行多次测量；
（5）根据表格数据，由串联电路的电压规律分析答题．

解答 解：
（1）由题L₁和L₂串联，根据电流流向，由电源正极→开关→L₂→L₁→电源负极，依次连接即成串联，电压表测两灯总电压，将电压表并联在两灯之间，电源由三节干电池组成，即电源电压4.5V，所以电压表使用0-15V量程．如图所示：

（2）电流表和电压表在使用时，如不能估计测量值的大小，应采用试触法选择合适量程，即先选用0～15V的量程试测，如果示数小于3V，再改用0～3V量程测量；
（3）①在测量L₂两端的电压时，电路如下图：

两灯突然熄灭，说明电路中有断路的地方；电压表示数为零，说明L₂短路或者电压表和电源连接的部分“电压表--开关--电源--L₁”电路中出现了断路．
②再电压表检测L₁两端的电压，电路如下图：

电压表示数为电源电压，说明电压表和电源连接的部分“电压表--L₂--开关--电源”无断路，只能是灯泡L₁断路；
（4）为了得出串联电路电压关系的普遍规律，换用不同规格的器材（灯泡、电源）或加滑动变阻器，多次测量；
（5）由表格，U=U₁+U₂=1.4V+3.1V=4.5V；即在串联电路中：串联电路中总电压等于各部分电路两端的电压之和．
故答案为：（1）如上图；（2）试触；（3）断路；（4）换用不同规格的器材（灯泡、电源）或加滑动变阻器，多次测量；（5）在串联电路中：串联电路中总电压等于各部分电路两端的电压之和．

点评 本题是一道实验题，考查了：连接电路图、实验操作、实验方案改进等问题，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；为了使实验结论具有普遍性，应进行多次测量．