Question

實驗課上，同學(xué)們把兩個相同規(guī)格的小燈泡連接在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)后，兩燈發(fā)光．此時，一同學(xué)不小心把L₂的玻璃外殼打破了，結(jié)果L₁更亮、L₂熄滅了．這是為什么呢？他們提出猜想：
猜想一：可能L₂處發(fā)生開路；
猜想二：可能L₂處發(fā)生短路．
（1）經(jīng)過認(rèn)真分析，他們認(rèn)為猜想一是不正確的，其理由是________．
（2）針對猜想二，在不拆開原電路的情況下，同學(xué)們找了一只電壓表和一些導(dǎo)線，進行檢驗，通過實驗證實猜想二是錯誤的．請你在空白處畫出所用實驗的電路圖，并簡要說明實驗操作的方法和實驗觀察到的現(xiàn)象．
（3）結(jié)合上述實驗事實及你所掌握的物理知識分析L₁更亮、L₂熄滅的原因可能是________．

Answer 1

解：（1）由電路圖可知，L₁和L₂是串聯(lián)在電路中，根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，當(dāng)L₂處發(fā)生斷路（開路）時，整個電路中就不再有電流，L₁也不會發(fā)光，與題意不符，所以猜想一是不正確的．
故答案為：串聯(lián)電路一斷全斷．
（2）實驗的電路圖如下圖所示：

實驗操作：把電壓表并聯(lián)在L₂的兩端，閉合開關(guān)，觀察電壓表的示數(shù)；
實驗現(xiàn)象：電壓表的示數(shù)不為0．
（3）因兩燈泡串聯(lián)，所以通過兩燈泡的電流相等；
根據(jù)P=I²R可知，L₂不亮的原因是其電阻變小；
因燈絲的電阻與材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān)，
所以當(dāng)燈泡L₂玻璃破裂后，其材料、長度、橫截面積不變，溫度降低，電阻變��；
故L₁更亮、L₂熄滅的原因可能是：燈泡L₂玻璃破裂后其燈絲溫度比L₁低，電阻小而不發(fā)光．
故答案為：燈泡L₂玻璃破裂后其燈絲溫度比L₁低，電阻小而不發(fā)光．
分析：（1）串聯(lián)電路中只有一條電流路徑，如果有一個用電器出現(xiàn)斷路（開路），則整個電路就沒有電流，其它燈也不會發(fā)光．
（2）如果L₂處發(fā)生短路，L₂兩端的電壓表相當(dāng)于并聯(lián)在一根導(dǎo)線上，L₁兩端的電壓幾乎為零，電壓表示數(shù)為零．
（3）燈泡的亮度是由燈的實際功率決定的，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=I²R可知L₂電阻的變化，再根據(jù)影響電阻大小的因素得出L₂熄滅的原因．
點評：本題通過電路出現(xiàn)的現(xiàn)象來判斷電路中的故障，考查同學(xué)們應(yīng)用知識解決實際問題的能力，具有一定的難度，尤其是根據(jù)電壓表示數(shù)的變化來判斷電路故障，以及查找電燈亮度變化的原因，是具有較大的迷惑性，在分析過程中，還要選擇合適的公式才能得出正確結(jié)論．