Question

小刚和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电功率关系，用三节干电池串联作为电源，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：灯L₁和L₂串联，电压表测量两灯串联后的总电压．
（2）小刚用电压表测量灯L₁两端的电压时，直接选用 O～3V 的量程，小丽说这样不行，规范的操作方法应该是：______；
（3）他们在测量灯L₂两端的电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0．小刚用电压表检测灯 L₁两端的电压，示数为电源电压，由此判断出灯 L₁处的故障是______．
（4）他们排除故障后，在电路中串联一只电流表继续实验，得到如下表所示的一组数据．可以得出初步的结论是：______；为了得出串联电路电功率关系的普遍规律，实验时还应当______．

电流表示数/A	灯L1两端电压/V	灯L2两端电压/V	串联总电压/V
0.5	1.4	3.1	4.5

Answer 1

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；
（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断路；
（4）由表中实验数据可知，两灯泡两端电压之和1.4V+3.1V=4.5V等于串联总电压（或由电功率公式P=UI求出各灯泡功率与电路总功率，可发现两灯泡功率之和等于电路总功率），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）电路图如图所示；（2）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）灯泡L₁断路；（4）串联电路总电压等于各支路两端电压之和；换用不同规格的器材（灯泡、电源）或加滑动变阻器，多次测量．
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）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；
（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之外电路不存在端路；综合分析可知：电路故障是灯泡L₁断路；
（4）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．
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．