Question

7．小明和小華用小燈泡做串并聯(lián)電路的實(shí)驗(yàn)：
（一）小明在“研究串聯(lián)電路特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，將一個(gè)小燈泡L和一個(gè)LED燈串聯(lián)后接入如圖甲的電路，閉合開關(guān)S₁，發(fā)現(xiàn)LED燈亮而小燈泡L不亮，針對(duì)這種現(xiàn)象，同學(xué)們提出了以下猜想：

猜想一：小燈泡L處發(fā)生短路；
猜想二：LED燈電阻很大，導(dǎo)致電路電流很�。�
為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)猜想，小明同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：在圖甲電路中，將一根導(dǎo)線并聯(lián)在LED燈的兩端，閉合開關(guān)S，根據(jù)觀察的現(xiàn)象否定了猜想一；
實(shí)驗(yàn)二：按圖乙所示的電路對(duì)LED燈的電阻進(jìn)行測(cè)量，閉合開關(guān)S₁，一次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，獲得多組數(shù)據(jù)如表，經(jīng)分析，結(jié)果支持猜想二．

次數(shù)	電壓/V	電流/mA	電阻/Ω
1	1.4	12	116.7
2	1.6	14	114.3
3	1.8	16	112.5

（1）“實(shí)驗(yàn)一”中．觀察到的現(xiàn)象是小燈泡L發(fā)光．
（2）“實(shí)驗(yàn)二”中，某次測(cè)量時(shí)電壓表示數(shù)如圖丙所示，此時(shí)電壓表示數(shù)為2.3V．
（3）在實(shí)驗(yàn)二測(cè)定LED燈電阻的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向b端滑動(dòng)．
（二）小華針對(duì)“在家庭電路中，離金湖線距離不同的用電器兩端的電壓是否完全相同”的問(wèn)題進(jìn)行探究．
（1）首先設(shè)想用量程為0-15V的電壓表，直接測(cè)量家庭電路上各用電器兩端的電壓，并進(jìn)行比較，請(qǐng)問(wèn)這個(gè)設(shè)想可行嗎？不可行．原因是電壓表的量程太�。�
（2）然后利用如圖2所示電路模擬家庭電路進(jìn)行探究，所以導(dǎo)線選用電阻可以忽略不計(jì)的粗銅絲，結(jié)果應(yīng)該是燈L₁、L₂兩端的電壓相等．
（3）最后在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，小華用滑動(dòng)變阻器上的電阻絲代替了導(dǎo)線ab和cd，因電阻較大，發(fā)現(xiàn)規(guī)格完全相同的等L₁、L₂亮度不同．于是他依據(jù)“規(guī)格相同的電燈亮度不同，是由于電燈兩端的電壓不同，導(dǎo)線實(shí)際功率不同”并得出了：“如果導(dǎo)線的電阻較大，離進(jìn)戶線不同的電燈兩端電壓不同”的結(jié)論．

Answer 1

分析 一、（1）若小燈泡L處發(fā)生短路，當(dāng)將一根導(dǎo)線并聯(lián)在圖甲電路中LED燈的兩端時(shí)，燈泡不會(huì)發(fā)光；
（2）根據(jù)電壓表所選量程，可知其分度值，結(jié)合指針位置可得出此時(shí)電壓表示數(shù)；
（3）根據(jù)串聯(lián)分壓和歐姆定律分析；
二、（1）使用電壓表測(cè)量某段電路兩端電壓時(shí)，被測(cè)電壓不能超過(guò)電壓表的量程；
（2）并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓相等，據(jù)此分析；
（3）串聯(lián)電路中，總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，據(jù)此分析．

解答 解：一、（1）若小燈泡L處發(fā)生短路，當(dāng)將一根導(dǎo)線并聯(lián)在圖甲電路中LED燈的兩端時(shí)，電流流經(jīng)導(dǎo)線，燈泡不會(huì)發(fā)光，但根據(jù)觀察到的現(xiàn)象否定了猜想，說(shuō)明小燈泡L發(fā)光；
（2）由圖可知，電壓表所選量程為0～3V，分度值為0.1V，則由指針位置可知此時(shí)電壓表示數(shù)為2.3V；
（3）測(cè)定LED燈電阻，需要LED燈兩端電壓和流經(jīng)LED燈電流的數(shù)值，猜想二：LED燈電阻很大導(dǎo)致電路電流很小，電流表不能顯示讀數(shù)，因此要減小滑動(dòng)變阻器兩端電壓，即滑動(dòng)變阻器的滑片向b端或右端移動(dòng)．
二、（1）家庭電路的電壓為220V，僅從量程考慮，0～15伏的電壓表量程太小，不能用該電壓表測(cè)量家用電器兩端的電壓；
（2）銅導(dǎo)線導(dǎo)線與燈泡串聯(lián)，導(dǎo)線電阻很小，可忽略不計(jì)，兩燈泡并聯(lián)接入電路，所以兩燈泡L₁和L₂兩端的電壓相等；
（3）導(dǎo)線由拆自舊滑動(dòng)變阻器上的電阻絲，電阻較大，與燈泡串聯(lián)接入電路，由串聯(lián)電路的電壓關(guān)系可知：U_電源=U_導(dǎo)線+U_燈泡，
與燈L₂串聯(lián)的導(dǎo)線較長(zhǎng)，所以與燈L₂串聯(lián)的導(dǎo)線的電阻較大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知，與燈L₂串聯(lián)的導(dǎo)線兩端的電壓較大，所以L₂兩端的實(shí)際電壓較小，小于L₁兩端的電壓；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，規(guī)格相同的電燈亮度不同，是由于電燈兩端的實(shí)際電壓不同，導(dǎo)致實(shí)際功率不同．
故答案為：
一、（1）小燈泡L發(fā)光；（2）2.3；（3）b；
二、（1）電壓表的量程太小；（2）相等；（3）不同．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，考查了電路的故障分析、電壓表的讀數(shù)、歐姆定律、串并聯(lián)電路電壓的關(guān)系、實(shí)際功率等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，難易程度適中．