Question

7．在“研究串联电路电压的特点”实验中，小阳同学设计并连接了如图所示的电路，其中小灯泡L的额定电压为10V，电压表、电流表均选择了合适的量程且能正常使用．
（1）闭合开关S后，小阳发现电压表V₂的示数为OV，而电压表V₁、V₃的示数均为12V，电流表也有示数．你认为出现这种情况的原因可能是滑动变阻器短路．
（2）恢复正常后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向左移动时，V₁的示数变大；V₂的示数变小．
（3）移动滑动变阻器滑片，依次记录了以下几组数据

次数	U1 （V1示数/V）	U2 （V2示数/V）	U3 （V3示数/V）
1	2	10	12
2	4	8	12
3	6	6	12

分析以上实验数据，可以得出的结论是串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和．
（4）完成并记录了第3次实验数据后，小阳想测量一下小灯泡的额定功率，结合题目信息，以下操作可以达到目的是A和C．
A．向左移动滑动变阻器滑片，使V₁的示数为10V，同时读出电流表示数
B．向右移动滑动变阻器滑片，使V₁的示数为10V，同时读出电流表示数
C．向左移动清动变阻器滑片，使V₂的示数为2V，同时读出电流表示数
D．向右移动滑动变阻器滑片．使V₂的示数为2V，同时读出电流表示数．

Answer 1

分析 （1）分析电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V₁测灯泡电压，电压表V₂测滑动变阻器电压，电压表V₃测串联电路总电压，即电源电压，电流表测电路中的电流；根据电路故障现象分析其原因；
（2）根据滑动变阻器滑片的移动方向判断滑动变阻器接入电路的阻值如何变化，然后应用串联电路特点与欧姆定律分析答题；
（3）根据表中实验数据，找出串联电路总电压与各部分电路电压间的关系，然后得出结论；
（4）要测灯泡额定功率，应测出灯泡电压为额定电压时通过灯泡的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率．

解答 解：（1）电压表V₁测灯泡电压，电压表V₂测滑动变阻器电压，电压表V₃测串联电路总电压，当滑动变阻器短路时（或滑动变阻器接入电路的阻值为零时）压表V₂的示数为OV，而电压表V₁、V₃的示数均为12V，电流表也有示数，故电路故障是滑动变阻器短路．
（2）由电路图可知，滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大，即电压表V₁的示数变大；滑动变阻器分压变小，电压表V₂示数变小．3）由表中实验数据可以得出结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和．
（4）由题意可知，电源电压为12V，由表中数据可知，进行第3次实验时，灯泡两端电压是6V，小于其额定电压，要测灯泡额定功率，应向左移动滑片，减小滑动变阻器两端电压，直到V₁的示数等于灯泡额定电压10V为止，此时电压表V₂的示数为12V-10V=2V，读出电流表示数，由P=UI求出灯泡额定功率，故AC正确，BD错误．
故答案为：（1）滑动变阻器短路；（2）大；小；（3）串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和；（4）A；C．

点评 本题考查了电路故障分析、闭合电路的动态分析、实验数据分析、实验操作等，分析清楚电路结构，应用串联电路特点与欧姆定律是正确解题的前提与关键．