Question

19．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12V电源上，如图所示．
（1）当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时，闭合开关后测得的数据是：U_AB=0，U_BC=12V，U_AC=12V，则故障可能是L₁短路或L₂断路或L₁短路同时L₂断路．
（2）故障排除后，闭合开关，用电压表测出L₁两端的电压；在测L₂两端的电压时，小明同学为了节省实验时间，采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上进行实验，用这种方法能否测出L₂两端的电压？为什么？不能；电压表正负接线柱接反了．
（3）方法改进后小明通过测量得到的实验数据如表：

AB间电压U1/V	BC间电压U2/V	AC间电压U3/V
4	8	12

分析实验数据，可得出：U=U₁+U₂（可用符号表示）．
（4）小明的实验设计你认为有什么不合理的地方，该如何改进？答：只测一组实验数据具有偶然性；换用不同型号的灯泡或更换电源电压，重复多次实验．

Answer 1

分析 本题主要考查以下知识点：
（1）电压表的使用：电压表并联在被测电路的两端．
（2）用电压表测电压时，电压表要与被测电路并联且电压表正负接线柱不要接反；
（3）串联电路电压关系：总电压等于各分电压之和，即U=U₁+U₂；并联电路电压关系：各支路两端的电压相等，即U=U₁=U₂；
（4）只测一组实验数据具有偶然性，不能说明普遍规律，应多次测量．

解答 解：（1）如果灯泡L₁短路，电路中只有灯泡L₂电压表相当于测量的电源电压，所以有U_AB=0，U_BC=12V，U_AC=12V；
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=12V，U_AC=12V；
如果灯泡L₁短路，同时灯泡L₂开路，电压表相当于测量的电源电压，所以有U_AB=0，U_BC=12V，U_AC=12V．
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）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；
（3）串联电路电压关系：总电压等于各分电压之和，即U=U₁+U₂；
（4）实验时，只测一组实验数据具有偶然性，不能说明普遍规律，应多次测量，其改进的方法是换用不同型号的灯泡或更换电源电压，重复多次实验．
故答案为：（1）L₁短路或L₂断路或L₁短路同时L₂断路；
（2）不能；电压表正负接线柱接反了；（3）U=U₁+U₂；（4）只测一组实验数据具有偶然性；换用不同型号的灯泡或更换电源电压，重复多次实验．

点评 本题考查串并联电路中的电压规律，属于中考中常见的题型．