Question

一实验小组用如图1所示的器材探究“串联电路的电压关系”．用三节干电池串联供电，他们选择了两只规格不同的小灯泡L₁、
L₂，其中L₁电阻值已知，L₂电阻值未知．
（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）为了保证电路的安全，连接器材时，开关应

断开

．
（3）小明用电压表测量L₁两端电压时，直接选用0-3V的量程，小悦说这样不行，规范的操作方法应该是

先用0-15V量程进行判断，若电压低于3V，则
选用0-3V量程进行测量

．
（4）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断路

．
（5）他们排除故障后继续实验，得出一组实验数据如下表．为了得出串联电路电压关系的普遍规律，他们还应

进行多次测量

．

L1两端电压U1（V）	L2两端电压U2（V）	电路两端总电压U总（V）
1.5	2.8	4.3

（6）另一实验小组的小宝根据实验数据绘制了电压U₂随电压U₁变化的图象，如图2所示，请你根据该图象写出电压U₂和U₁的关系式：U₂=

9V-U₁

．

Answer 1

分析：（1）两灯泡、开关、电源组成串联电路，电压表并联在两灯泡两端，连线时注意电压表正负接线柱不要接反；
（2）为保证电路安全，连接电路时，开关应断开；
（3）因为电源电压大于3V，在测量电压前，应先用15V量程，测一下L₁两端电压，若电压小于3V，再用3V量程；
（4）亮灯熄灭说明电路存在断路；电压表测L₂两端电压时，电压表示数为零，可能是L₂短路或L₂之外的电路存在断路；
电压表测L₁电压时，电压表有示数且等于电源电压，说明此时电压表与电源两极相连接，L₁之外电路不存在断路；综合分析可知：电路故障是灯泡L₁断路；
（5）为了得出普遍规律，应进行多次实验；
（6）由图象找出两电压间的关系，结合串联电路特点，求出电压U₂和U₁的关系式．

解答：解：（1）两灯泡、开关、电源组成串联电路，电压表并联在两灯泡两端，电路图如图所示；
故答案为：电路图如图所示．
（2）为了保证电路的安全，连接器材时，开关应断开；
故答案为：断开．
（3）小明用电压表测量L₁两端电压时，直接选用0-3V的量程，小悦说这样不行，规范的操作方法应该是：先用0-15V量程进行判断，若电压低于3V，则选用0-3V量程进行测量；
故答案为：先用0-15V量程进行判断，若电压低于3V，则选用0-3V量程进行测量．
（4）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断路；
故答案为：灯泡L₁断路．
（5）为了得出串联电路电压关系的普遍规律，他们还应进行多次测量；
故答案为：多次测量．
（6）由由图象可得：当U₁=3V时，U₂=6V；当U₁=4V时，U₂=5V；当U₁=5V时，U₂=4V；当U₁=6V时，U₂=3V；
由此可知，它们串联的总电压为9V；根据串联电路电压规律可得：U₁+U₂=9V，所以U₂=9V-U₁；
故答案为：U₂=9V-U₁．

点评：本题是一道实验题，考查了：连接电路图、连接电路的注意事项、电路故障分析、根据图象求串联电路电压规律等问题，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；第（6）的解题关键是分析图象，由图象获取所需信息．