Question

3．在探究串联电路中电压规律的实验中，小明连接了如图1所示的实验电路，电源两端的电压保持不变，L₁和L₂是两只完全相同的灯泡，闭合开关S，两灯泡均发光．经过一段时间，灯泡突然熄灭了，电流表的示数也随之变为零．若电路中仅有一处故障，且只发生在灯泡L₁或L₂上．

（1）该电路中存在的故障可能是断路；（选填断路或短路）
（2）为进一步确定故障，小明找来了第三只相同且完全好的灯泡L₃，将它并联在灯泡L₁两端，闭合开关S，观察各灯的亮暗情况，若灯泡L₃亮，则说明故障发生在灯泡L₁上．
（3）更换元件后，两灯发光，小明用一个电压表分别测图1电路中两灯电压．如图2所示，将电压表正确接在L₂两端（电路的其他部分没有画出），电压表示数如图3所示，则L₂两端电压为1.3 V．为了测L₁两端的电压，把图2中的导线M的左端从a接线柱改接到b接线柱．这样能测出L₁的电压吗？不能，原因是电压表的正负接线柱接反．
（4）小明按照正确的方法用电压表分别测出了L₁、L₂和电源两端的电压，并记录在表格中：

L1两端电压	L2两端电压	电源两端电压
1.4V	1.4V	2.8V

小明认真分析了表中的数据，得出结论：串联电路中用电器两端的电压相等，总电压等于各部分电压之和．小明的结论是不可靠（填可靠或不可靠）的，这个实验方案中的不足之处是：灯泡的规格相同、只测了一组数据，应如何改进：换用不同规格的灯泡多测几组数据．

Answer 1

分析 （1）串联电路，电流只有一条路径，两灯泡均不发光，可能发生断路；
（2）根一个完好的灯泡并联在断路的灯泡两端，则完好的灯泡和另一灯泡串联，都发光，而故障灯泡不发光．
（3）在进行电压表的读数时，注意其量程和分度值；
在连接电压表时，需使电流从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出．
（4）本实验使用相同的灯泡，只进行了一次实验就得出结论，不具有普遍性；为了使实验结论具有普遍性，应换用规格不同的灯泡进行多次测量．

解答 解：（1）两灯突然都熄灭，说明可能有断路之处，电流表示数为零，进一步验证有断路之处，故障就在两灯上，则一定是某灯断路．
（2）将L₃并联在灯泡L₁两端，闭合开关S，若灯泡L₃亮，说明L2是完好的，则故障发生在L1；
（3）由图3知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，所以示数为1.3V；
若把图2中的导线M的左端从a接线柱改接到b接线柱，则电流会从电压表的负接线柱流入，正接线柱流出，指针偏转，不能测出L₁两端的电压．
（4）本实验使用相同的灯泡，只做了一次实验，而没有进行多次测量，只凭一组实验数据得出结论带有偶然性，不能得出正确规律；
应换用不同规格的灯泡多测几组数据．
故答案为：（1）断路；（2）L₁；（3）1.3；不能；电压表的正负接线柱接反；（4）不可靠；灯泡的规格相同、只测了一组数据；换用不同规格的灯泡多测几组数据．

点评 这是一道电学实验题，主要考查学生对实物电路的连接及电路故障分析．在连接电路实物图时一定要注意电路的连接方式及连接顺序；在分析电路故障时，要理解断路和短路的含义，同时考查了有关电压表的读数及接法．判断电路中的故障，是中考的热点题型之一，本题依据在故障电路中电流表和电压表显示的现象来判断．