Question

4．小陈和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电压关系，用三节干电池串联作为电源，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：灯L₁和L₂串联，电压表测量两灯串联后的总电压．

L1两端电压/V	L2两端电压/V	串联总电压/V
1.4	3.1	4.5

（2）当小陈正确连接完所有导线时，灯L₁和L₂立即发光，他在实验操作中的不当之处是连接电路时开关没有断开．
（3）他们在测量灯L₂两端的电压时，两灯突然熄灭，电压表的示数变为0V，小陈用电压表检测灯L₁两端的电压，示数为电源电压，由此判断出灯L₁处的故障是开路；灯L₂是短路还是正常的？小丽在原电路中又添加了一个电学器材，就检验出了结果，她的方法可能是用小灯泡与L₁并联，如果L₂发光，则L₂正常；若L₂不发光，则L₂短路．
（4）他们排出故障后继续试验，得出了如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，他们还应当应换用不同规格的灯泡，多次测量．

Answer 1

分析 （1）串联电路电流只有一条路径，一般从电源的正极开始连起，按电流的路径连到电源负极，最后连接电压表；
（2）为防止连接电路过程中出现短路，连接电路时开关应该断开；
（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．

解答 解：
（1）两灯泡、开关、电源组成串联电路，电源由3节干电池串联，电源电压为1.5V×3=4.5V，因此电压表选择0～15V，电路图如下图所示：

（2）小陈刚连完最后一根导线，两灯就亮了，说明电路是通路，小明在实验过程中的操作不当之处是连接电路时开关没有断开．
（3）在测量L₂两端电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0；用电压表检测L₁两端电压，电压表示数为电源电压，出现此故障的原因可能是：灯泡L₁开路；
要判断L₂是短路还是正常，她的方法可能是：用小灯炮与L₁并联，如果L₂发光，则L₂正常；若L₂不发光，则L₂短路．
（4）测出一组实验数据后，为了得出普遍规律，应换用不同规格的灯泡，多次测量．
故答案为：（1）见上图；（2）连接电路时开关没有断开；（3）开路；用小灯泡与L₁并联，如果L₂发光，则L₂正常；若L₂不发光，则L₂短路；（4）应换用不同规格的灯泡，多次测量．

点评 本题是一道实验题，考查了：连接电路图、电路故障分析、实验数据分析、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．