Question

一實驗小組用如圖1所示的器材探究“串聯電路的電壓關系”．用三節干電池串聯供電，他們選擇了兩只規格不同的小燈泡L₁、
L₂，其中L₁電阻值已知，L₂電阻值未知．
（1）請用筆畫線代替導線，連接實驗電路．要求：L₁和L₂串聯，電壓表測量兩燈串聯后的總電壓．
（2）為了保證電路的安全，連接器材時，開關應______．
（3）小明用電壓表測量L₁兩端電壓時，直接選用0-3V的量程，小悅說這樣不行，規范的操作方法應該是______．
（4）在測量L₂兩端電壓時，兩燈突然熄滅，電壓表示數變為0，用電壓表檢測L₁兩端電壓，電壓表示數為電源電壓，出現此故障的原因可能是______．
（5）他們排除故障后繼續實驗，得出一組實驗數據如下表．為了得出串聯電路電壓關系的普遍規律，他們還應______．

L1兩端電壓U1（V）	L2兩端電壓U2（V）	電路兩端總電壓U總（V）
1.5	2.8	4.3

（6）另一實驗小組的小寶根據實驗數據繪制了電壓U₂隨電壓U₁變化的圖象，如圖2所示，請你根據該圖象寫出電壓U₂和U₁的關系式：U₂=______．

Answer 1

解：（1）兩燈泡、開關、電源組成串聯電路，電壓表并聯在兩燈泡兩端，電路圖如圖所示；
故答案為：電路圖如圖所示．
（2）為了保證電路的安全，連接器材時，開關應斷開；
故答案為：斷開．
（3）小明用電壓表測量L₁兩端電壓時，直接選用0-3V的量程，小悅說這樣不行，規范的操作方法應該是：先用0-15V量程進行判斷，若電壓低于3V，則選用0-3V量程進行測量；
故答案為：先用0-15V量程進行判斷，若電壓低于3V，則選用0-3V量程進行測量．
（4）在測量L₂兩端電壓時，兩燈突然熄滅，電壓表示數變為0，用電壓表檢測L₁兩端電壓，
電壓表示數為電源電壓，出現此故障的原因可能是：燈泡L₁斷路；
故答案為：燈泡L₁斷路．
（5）為了得出串聯電路電壓關系的普遍規律，他們還應進行多次測量；
故答案為：多次測量．
（6）由由圖象可得：當U₁=3V時，U₂=6V；當U₁=4V時，U₂=5V；當U₁=5V時，U₂=4V；當U₁=6V時，U₂=3V；
由此可知，它們串聯的總電壓為9V；根據串聯電路電壓規律可得：U₁+U₂=9V，所以U₂=9V-U₁；
故答案為：U₂=9V-U₁．
分析：（1）兩燈泡、開關、電源組成串聯電路，電壓表并聯在兩燈泡兩端，連線時注意電壓表正負接線柱不要接反；
（2）為保證電路安全，連接電路時，開關應斷開；
（3）因為電源電壓大于3V，在測量電壓前，應先用15V量程，測一下L₁兩端電壓，若電壓小于3V，再用3V量程；
（4）亮燈熄滅說明電路存在斷路；電壓表測L₂兩端電壓時，電壓表示數為零，可能是L₂短路或L₂之外的電路存在斷路；
電壓表測L₁電壓時，電壓表有示數且等于電源電壓，說明此時電壓表與電源兩極相連接，L₁之外電路不存在端路；綜合分析可知：電路故障是燈泡L₁斷路；
（5）為了得出普遍規律，應進行多次實驗；
（6）由圖象找出兩電壓間的關系，結合串聯電路特點，求出電壓U₂和U₁的關系式．
點評：本題是一道實驗題，考查了：連接電路圖、連接電路的注意事項、電路故障分析、根據圖象求串聯電路電壓規律等問題，涉及的內容較多；連接電路圖時，要注意電壓表正負接線柱不能接反，注意電壓表量程的選擇；第（6）的解題關鍵是分析圖象，由圖象獲取所需信息．