Question

【題目】如圖所示，在封閉盒子上表面有兩個小燈泡和一個開關，電路的其他部分都在盒子內，無法看到。小明閉合開關S，觀察到兩個小燈泡都發光，他又用一塊電壓表分別測量兩個小燈泡兩端的電壓，測量結果是兩個小燈泡兩端的電壓相等，小明認為在一個電路中，若兩個用電器兩端電壓相等，則這兩個用電器就一定是并聯關系，請你選取需要的器材設計一個實驗，證明小明的觀點是錯誤的。要求：

（1）請畫出實驗電路圖。

（2）簡述實驗過程，根據實驗現象簡要說明小明的觀點是錯誤的。

（3）不打開封閉盒子，若只給你一塊電壓表和若干導線，怎樣判斷燈泡是串聯還是并聯？請你寫出判斷方法。

Answer 1

【答案】(1)(2) 實驗過程下：①選取如圖所示器材，將兩個完全相同的小燈泡按照電路圖串聯接入電路中。②將電壓表分別接在兩個小燈泡上，測出兩個小燈泡兩端的電壓分別為U1、U2。若U1＝U2；則表明小明的觀點是錯誤的。(3)方法：將電壓表依次接在任意兩個接線柱上，測出每兩個接線柱間的電壓，共測量六次；結論：若六次測量值中兩次為零，其余四次測量值相等，則兩燈為并聯；若一次為零，四次測量值相等，另一次測量值是四次測量值的兩倍，則兩燈為串聯。

【解析】

(1)要證明小明的觀點是錯誤的，就應該將電路圖設計為串聯電路，實驗中應選取兩個相同的小燈泡做實驗，分別測出兩燈泡的電壓，如圖所示：

(2) 實驗過程及分析如下：

①選取如圖所示器材，將兩個完全相同的小燈泡按照電路圖串聯接入電路中。

②將電壓表分別接在兩個小燈泡上，測出兩個小燈泡兩端的電壓分別為U1、U2。

由于串聯電路總電壓等于各串聯電路電壓之和，又兩個小燈泡完全相同，所以

，

故實驗現象為：

；

實驗表明：兩個小燈泡兩端電壓相等，但兩個小燈泡串聯，所以小明的觀點是錯誤的。

(3) 兩燈泡相同，不論兩燈泡是并聯還是串聯，每個燈泡兩端電壓都相等，用電壓表分別測任意兩個接線柱間的電壓，則可以測6次，如果兩燈是并聯的其中兩次測量的電壓為零，其余4次測量值相等；如果兩燈是串聯的，則只有一次測量值為零。

將電壓表依次接在任意兩個接線柱上，測出每兩個接線柱間的電壓，共測量六次；若六次測量值中兩次為零，其余四次測量值相等，則兩燈為并聯；若一次為零，四次測量值相等，另一次測量值是四次測量值的兩倍，則兩燈為串聯。