20.李瑞和小麗同學(xué)在參加營口市物理實驗技能大賽時,對串聯(lián)電路電壓規(guī)律進行了探究,用三節(jié)干電池串聯(lián)做電源,兩只小燈泡的規(guī)格不同.
【猜想與假設(shè)】串聯(lián)電路總電壓等于各用電器兩端電壓之和.
【設(shè)計與進行實驗】
①按圖所示的電路圖連接電路;
②閉合開關(guān),李瑞用電壓表測量L1兩端的電壓時,直接選用0~3V的量程,小麗說這樣不行,規(guī)范的操作方法應(yīng)該是先選用0~15V量程試觸,如果示數(shù)小于3V,再改用0~3V量程測量.
③在測L2兩端的電壓時,李瑞同學(xué)為了節(jié)省時間,采用以下方法:電壓表所接的B點不動,只斷開A點,并改接到C點上;
④測出AC間的電壓.
【交流與評估】
(1)李瑞同學(xué)用上面的方法能否測出L2兩端的電壓?不能;為什么?電壓表正負接線柱接反了.
(2)他們在測量L2兩端的電壓時,兩燈突然熄滅,電壓表示數(shù)變?yōu)?.李瑞用電壓表檢測L1兩端的電壓,示數(shù)為電源電壓,由此判斷出L1處的故障是斷路;L2是短路還是正常的?小麗在原電路中又添加了一個電學(xué)器材,就檢驗出了結(jié)果,她的方法可能是用另外一只完好的燈泡與L1并聯(lián),若L2能發(fā)光,則說明是L2正常,若L2不發(fā)光,則L2短路.

分析 【設(shè)計與進行實驗】②在不能估計被測電壓大小的情況下,應(yīng)選用電壓表的大量程進行試觸,通過指針的偏轉(zhuǎn)角度確定選擇的量程;
【交流與評估】
(1)電壓表要準確的測量用電器兩端的電壓,必須嚴格按照電壓表的使用規(guī)則進行操作,所以判斷李瑞同學(xué)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),正負接線柱的接法是否正確;
(2)測量L2兩端電壓時,兩燈突然熄滅,電壓表示數(shù)為0,說明電路中除L2以外的部分出現(xiàn)斷路;用電壓表檢測L1兩端電壓,示數(shù)為電源電壓,則可進一步說明是L1處發(fā)生斷路;用另外一只完好的燈泡與L1并聯(lián)或替換L1,若L2能發(fā)光,則說明是L2正常,若L2不發(fā)光,則L2短路;

解答 解:【設(shè)計與進行實驗】
②電流表和電壓表在使用時,如不能估計測量值的大小,應(yīng)采用試觸法選擇合適量程,即先選用0~15V的量程試觸,如果示數(shù)小于3V,再改用0~3V量程測量.
【交流與評估】
(1)當電壓表B點不動,只斷開A點,并改接到C點上時,雖然電壓表此時與L2并聯(lián),但電壓表的正負接線柱卻是反的,閉合開關(guān)后,指針會反向偏轉(zhuǎn),所以不能測出L2兩端的電壓;
(2)測量L2兩端電壓時,兩燈突然熄滅,電壓表示數(shù)為0,說明電路中除L2以外的部分出現(xiàn)斷路;用電壓表檢測L1兩端電壓,示數(shù)為電源電壓,是由于L1處發(fā)生斷路造成的,此時電壓表串聯(lián)在電路中測量電源電壓;
檢驗方法:用另外一只完好的燈泡與L1并聯(lián)(使電路接通),若L2能發(fā)光,則說明是L2正常;若L2不發(fā)光,則L2短路.
故答案為:
【設(shè)計與進行實驗】
②先選用0~15V量程試觸,如果示數(shù)小于3V,再改用0~3V量程測量;
【交流與評估】
(1)不能;電壓表正負接線柱接反了;
(2)斷路;用另外一只完好的燈泡與L1并聯(lián),若L2能發(fā)光,則說明是L2正常,若L2不發(fā)光,則L2短路.

點評 本題是一道實驗題,考查了實驗操作、實驗方案改進等問題,涉及的內(nèi)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.

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