Question

实验课上，同学们把两个相同规格的小灯泡连接在如图所示的电路中，闭合开关后，两灯发光．此时，一同学不小心把L₂的玻璃外壳打破了，结果L₁更亮、L₂熄灭了．这是为什么呢？他们提出猜想：
猜想一：可能L₂处发生开路；
猜想二：可能L₂处发生短路．
（1）经过认真分析，他们认为猜想一是不正确的，其理由是

串联电路一断全断

．
（2）针对猜想二，在不拆开原电路的情况下，同学们找了一只电压表和一些导线，进行检验，通过实验证实猜想二是错误的．请你在空白处画出所用实验的电路图，并简要说明实验操作的方法和实验观察到的现象．
（3）结合上述实验事实及你所掌握的物理知识分析L₁更亮、L₂熄灭的原因可能是

灯泡L₂玻璃破裂后其灯丝温度比L₁低，故电阻小而不发光

．

Answer 1

分析：（1）串联电路中只有一条电流路径，如果有一个用电器出现断路（开路），则整个电路就没有电流，其它灯也不会发光．
（2）如果L₂处发生短路，L₂两端的电压表相当于并联在一根导线上，L₁两端的电压几乎为零，电压表示数为零．
（3）灯泡的亮度是由灯的实际功率决定的，根据串联电路的电流特点和P=I²R可知L₂电阻的变化，再根据影响电阻大小的因素得出L₂熄灭的原因．

解答：解：（1）由电路图可知，L₁和L₂是串联在电路中，根据串联电路的特点可知，当L₂处发生断路（开路）时，整个电路中就不再有电流，L₁也不会发光，与题意不符，所以猜想一是不正确的．
故答案为：串联电路一断全断．
（2）实验的电路图如下图所示：

实验操作：把电压表并联在L₂的两端，闭合开关，观察电压表的示数；
实验现象：电压表的示数不为0．
（3）因两灯泡串联，所以通过两灯泡的电流相等；
根据P=I²R可知，L₂不亮的原因是其电阻变小；
因灯丝的电阻与材料、长度、横截面积、温度有关，
所以当灯泡L₂玻璃破裂后，其材料、长度、横截面积不变，温度降低，电阻变小；
故L₁更亮、L₂熄灭的原因可能是：灯泡L₂玻璃破裂后其灯丝温度比L₁低，电阻小而不发光．
故答案为：灯泡L₂玻璃破裂后其灯丝温度比L₁低，电阻小而不发光．

点评：本题通过电路出现的现象来判断电路中的故障，考查同学们应用知识解决实际问题的能力，具有一定的难度，尤其是根据电压表示数的变化来判断电路故障，以及查找电灯亮度变化的原因，是具有较大的迷惑性，在分析过程中，还要选择合适的公式才能得出正确结论．