Question

【題目】如圖甲所示，小明在探究“串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)”時，將兩盞標(biāo)有“2.5V 0.3A”的小燈泡串聯(lián)起來，接到可調(diào)直流電源兩端。

（1）小明在閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針偏轉(zhuǎn)如圖丙所示，這是因為_____；上述問題糾正后，小明正確操作測出了L1的電壓。在測L2兩端的電壓時，為了節(jié)省實(shí)驗時間，小明采用了以下方法：電壓表所接的B接點(diǎn)不動，只斷開A接點(diǎn)，并改接到C接點(diǎn)上，小明用上面的方法能否測出L2兩端的電壓_________？為什么？_____。

（2）調(diào)節(jié)直流電源兩端的電壓，使兩燈泡都正常發(fā)光。突然，原來正常發(fā)光的兩盞燈同時熄滅。

①發(fā)生這種故障的原因是什么呢？指導(dǎo)老師經(jīng)過分析檢查，給出下列兩種原因供小明選擇，你認(rèn)為可能的是_____。

A．盞燈斷路，另一盞燈完好　　　　B．一盞燈短路，另一盞燈完好

②為了檢測故障，指導(dǎo)老師又提供了下列四種器材：

A．規(guī)格仍為“2.5V，0.3A”的燈泡 B．符合要求的電壓表

C．符合要求的電流表　　　　D．一根導(dǎo)線

從它們中間每次選擇一種器材來檢測故障，你認(rèn)為不適用的有_____（填器材前的字母代號）。

（3）在故障排除的情況下，小明將實(shí)驗中測出的數(shù)據(jù)記錄如下：

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，小明總結(jié)得出了以下實(shí)驗結(jié)論：

A．串聯(lián)電路中的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和；

B．串聯(lián)電路中各部分兩端的電壓相等。

請你對此進(jìn)行評估，寫出小明在本次實(shí)驗中存在的問題（寫出一條即可）：_____。

（擴(kuò)展）若將L2換成規(guī)格為“0～20Ω”的滑動變阻器，若使燈泡L1正常發(fā)光，則電源電壓可調(diào)范圍為_____（電源電壓連續(xù)可調(diào)），滑動變阻器消耗的最大功率為_____W。

Answer 1

【答案】選擇0～15V的量程不能改接后電壓表正負(fù)接線柱接反ACD所選燈泡規(guī)格相同2.5V～8.5V1.8

【解析】

（1）電壓表使用時選擇合適的量程，判斷能不能用此方法測出L2兩端的電壓，就看電壓表此時是否與L2并聯(lián)，正負(fù)接線柱的接法是否正確；
（2）串聯(lián)電路中，電流只有一條路徑，各用電器相互影響；電流表的電阻很小，相當(dāng)于導(dǎo)線；
（3）實(shí)驗的不足之處需從誤差、實(shí)驗結(jié)論是否具有普遍性兩方面考慮；根據(jù)滑動變阻器的分壓作用和燈泡的規(guī)格，判斷電源電壓，根據(jù)P=UI算出滑動變阻器消耗的最大功率。

（1）從圖中可知電壓表指針偏轉(zhuǎn)太小，說明選擇了大量程，即選擇0～15V的量程，應(yīng)改接小量程；當(dāng)電壓表B點(diǎn)不動，只斷開A點(diǎn)，并改接到C點(diǎn)上時，電壓表此時與L2并聯(lián)，但電壓表的正負(fù)接線柱卻是反的，閉合開關(guān)后，指針會反向偏轉(zhuǎn)，不能測出L2兩端的電壓；

（2）①把兩盞燈串聯(lián)起來接入電路中，若其中一盞燈斷路后，另一個燈泡也不發(fā)光；若其中一盞燈泡短路后，另一盞燈泡仍然發(fā)光，并且更亮，故原來正常發(fā)光的兩盞燈同時熄滅的原因是其中一盞燈斷路，故A符合題意；

②當(dāng)檢查電路故障時，不能斷開電路，只能把檢驗器材并聯(lián)在電路里；電流表和導(dǎo)線的電阻很小，它并聯(lián)在用電器兩端時，會造成該用電器短路，電路中的電流過大而燒壞另一盞燈，故CD符合題意；

（3）實(shí)驗時，為了使結(jié)論具有普遍性應(yīng)選擇規(guī)格不同的燈泡，使兩個燈泡兩端的電壓不同。

擴(kuò)展：若將L2換成規(guī)格為“0～20Ω”的滑動變阻器，當(dāng)滑動變阻器的電阻為0時，若使燈泡L1正常發(fā)光，電源電壓為2.5V；當(dāng)滑動變阻器的電阻為20Ω時，若使燈泡L1正常發(fā)光，燈泡的電壓為2.5V，額定電流為0.3A，滑動變阻器兩端的電壓為：UR=IR滑=0.3A×20Ω=6V；

電源電壓為：U=UR+UL=2.5V+6V=8.5V；電源電壓可調(diào)范圍是2.5V～8.5V；

滑動變阻器消耗的最大功率為：P最大=URI=0.3A×6V=1.8W。

故答案為：（1）選擇0～15V的量程；不能，改接后電壓表正負(fù)接線柱接反；（2）①A；②CD；（3）所選燈泡規(guī)格相同；擴(kuò)展：2.5V～8.5V；1.8。