Question

5．小青和小华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：L₁和L₂串联，电压表测量两灯串联后的电压．
（2）小青用电压表测L₁两端的电压时，直接选用0-3V的量程，小华说这样不行．规范的操作方法应该是先选用0～15V的量程试触，如果示数小于3V，再改用0～3V量程测量．
（3）他们在测量L₂两端的电压时，两灯突然熄灭，电压表示数为O．小刚用电压表测L₁两端的电压，示数为电源电压，由此判断L₁处的故障是开路（选填“短路”或“开路”）．
（4）L₂是短路还是正常，小华用小灯炮与L₁（选填“L₁”或“L₂”）并联，如果L₂发光，则L₂正常；若L₂不发光，则L₂短路．
（5）他们排除故障后继续实验，得出了下表所示的一组数据．为了得出串联电路电压关系的普遍规律，他们还应当换用不同（选填“同”或“不同”）规格的器材，多次测量．

L1两端电压/V	L2两端电压/V	串联总电压/V
1.4V	3.1V	4.5V

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）在不能估计被测电压大小的情况下，应选用电压表的大量程进行试触，通过指针的偏转角度确定选择的量程．
（3）两灯突然熄灭说明电路发生断路，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．
（4）据实际情况分析判断即可．
（5）分析表中实验数据，得出结论；为了得出普遍规律，应更换不同的实验器材，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，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）电流表和电压表在使用时，如不能估计测量值的大小，应采用试触法选择合适量程，即先选用0～15V的量程试测，如果示数小于3V，再改用0～3V量程测量．
（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；
（4）要判断L₂是短路还是正常，小华用小灯炮与L₁并联，如果L₂发光，则L₂正常；若L₂不发光，则L₂短路．
（5）测出一组实验数据后，为了得出普遍规律，应换用不同规格的器材（灯泡、电源）或加滑动变阻器，多次测量．
故答案为：（1）见上图；（2）0～15；0～3；（3）开路；（4）L₁；（5）不同；多次．

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．