Question

【题目】如图甲所示，小明在探究“串联电路的电压特点”时，将两盏标有“2.5V 0.3A”的小灯泡串联起来，接到可调直流电源两端。

（1）小明在闭合开关后，发现电压表的指针偏转如图丙所示，这是因为_____；上述问题纠正后，小明正确操作测出了L1的电压。在测L2两端的电压时，为了节省实验时间，小明采用了以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上，小明用上面的方法能否测出L2两端的电压_________？为什么？_____。

（2）调节直流电源两端的电压，使两灯泡都正常发光。突然，原来正常发光的两盏灯同时熄灭。

①发生这种故障的原因是什么呢？指导老师经过分析检查，给出下列两种原因供小明选择，你认为可能的是_____。

A．盏灯断路，另一盏灯完好　　　　B．一盏灯短路，另一盏灯完好

②为了检测故障，指导老师又提供了下列四种器材：

A．规格仍为“2.5V，0.3A”的灯泡 B．符合要求的电压表

C．符合要求的电流表　　　　D．一根导线

从它们中间每次选择一种器材来检测故障，你认为不适用的有_____（填器材前的字母代号）。

（3）在故障排除的情况下，小明将实验中测出的数据记录如下：

根据上述数据，小明总结得出了以下实验结论：

A．串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压之和；

B．串联电路中各部分两端的电压相等。

请你对此进行评估，写出小明在本次实验中存在的问题（写出一条即可）：_____。

（扩展）若将L2换成规格为“0～20Ω”的滑动变阻器，若使灯泡L1正常发光，则电源电压可调范围为_____（电源电压连续可调），滑动变阻器消耗的最大功率为_____W。

Answer 1

【答案】选择0～15V的量程不能改接后电压表正负接线柱接反ACD所选灯泡规格相同2.5V～8.5V1.8

【解析】

（1）电压表使用时选择合适的量程，判断能不能用此方法测出L2两端的电压，就看电压表此时是否与L2并联，正负接线柱的接法是否正确；
（2）串联电路中，电流只有一条路径，各用电器相互影响；电流表的电阻很小，相当于导线；
（3）实验的不足之处需从误差、实验结论是否具有普遍性两方面考虑；根据滑动变阻器的分压作用和灯泡的规格，判断电源电压，根据P=UI算出滑动变阻器消耗的最大功率。

（1）从图中可知电压表指针偏转太小，说明选择了大量程，即选择0～15V的量程，应改接小量程；当电压表B点不动，只断开A点，并改接到C点上时，电压表此时与L2并联，但电压表的正负接线柱却是反的，闭合开关后，指针会反向偏转，不能测出L2两端的电压；

（2）①把两盏灯串联起来接入电路中，若其中一盏灯断路后，另一个灯泡也不发光；若其中一盏灯泡短路后，另一盏灯泡仍然发光，并且更亮，故原来正常发光的两盏灯同时熄灭的原因是其中一盏灯断路，故A符合题意；

②当检查电路故障时，不能断开电路，只能把检验器材并联在电路里；电流表和导线的电阻很小，它并联在用电器两端时，会造成该用电器短路，电路中的电流过大而烧坏另一盏灯，故CD符合题意；

（3）实验时，为了使结论具有普遍性应选择规格不同的灯泡，使两个灯泡两端的电压不同。

扩展：若将L2换成规格为“0～20Ω”的滑动变阻器，当滑动变阻器的电阻为0时，若使灯泡L1正常发光，电源电压为2.5V；当滑动变阻器的电阻为20Ω时，若使灯泡L1正常发光，灯泡的电压为2.5V，额定电流为0.3A，滑动变阻器两端的电压为：UR=IR滑=0.3A×20Ω=6V；

电源电压为：U=UR+UL=2.5V+6V=8.5V；电源电压可调范围是2.5V～8.5V；

滑动变阻器消耗的最大功率为：P最大=URI=0.3A×6V=1.8W。

故答案为：（1）选择0～15V的量程；不能，改接后电压表正负接线柱接反；（2）①A；②CD；（3）所选灯泡规格相同；扩展：2.5V～8.5V；1.8。