Question

某同学按图所示的电路图连接电路进行实验．若图所示的实验器材中，灯L₁、图L₂完全相同，且不考虑温度对灯的电阻的影响．实验时，该同学把滑动变阻器R的滑片P移到A、B、C三个位置，并记下各电表的示数，表2记录是该同学测得的实验数据．过一段时间，这位同学发现灯L₁、L₂的亮度都发生变化，为了探究其原因，于是这位同学又将滑片P移到A、B、C三个位置附近，测得各电表的示数如表3所示．

表2 第一次实验测得实验数据

实验序号	A1表示数/安	A2表示数/安	A3表示数/安	V1表示数/伏	V2表示数/伏
1	0.36		0.48	4.80	1.20
2	0.30		0.40	4.00	1.00
3	0.24		0.32	3.20	0.80

表3 第二次实验测得实验数据

实验序号	A1表示数/安	A2表示数/安	A3表示数/安	V1表示数/伏	V2表示数/伏
4	0.40	0.40	0.32	4.80	0.80
5	0.38	0.38	0.30	4.56	0.76
6	0.30	0.30	0.24	3.60	0.60

表4 第三次实验测得实验数据

实验序号	A1表示数/安	A2表示数/安	A3表示数/安	V1表示数/伏	V2表示数/伏
7	1.20	1.20	0.96	2.40	2.40
8	1.00	1.00	0.80	2.00	2.00
9	0.75	0.75	0.60	1.50	1.50

根据上述实验数据，回答下列问题：
（1）根据表2中的实验数据，请通过分析、归纳完成表2中“A₂表示数”下的空格．
（2）根据表2、表3中的实验数据，请通过比较，分析，说明实验时灯L₁、L₂亮度的变化及原因．
（3）若该同学在探究灯L₁、L₂亮度的变化及原因时，测得各电表的示数如表4所示，请说明在这种情况下，灯L₁、L₂亮度的变化及原因．

Answer

首先分析电路图的连接方式：
灯泡L1与电流表A1串联后再与电阻R1并联，电阻R2与电流表A3串联后再与灯泡L2并联，两并联后的部分电路再通过电流表A2串联在一起；
电压表V1测除去滑动变阻器两端电压之外的总电压，V2测R2两端电压；
（1）已知除去滑动变阻器两端电压之外的总电压和R2两端电压，根据串联电路具有分压作用可以求得L1两端电压，又知通过L1电流，根据欧姆定律解得L1阻值，L2、L1完全相同，再根据欧姆定律解得通过L2电流，根据串并联电路的电流特点解得A2的示数；
（2）从表3可知：A1表与A2表示数相同，即电路中电阻R1发生断路故障，再根据串联电路具有分压作用，求得L1、L2两端的电压变化情况判断灯泡的亮度；
（3）从表4可知：A1表与A2表、V1表与V2表示数相同，因此灯L1、L2亮度变化的原因是：电路中灯L1发生短路故障，L1熄灭，此时电源电压全在L2两端，故L2变亮．
【解析】
（1）除去滑动变阻器两端电压之外的总电压U=4.8V，R2两端的电压UR2=1.2V，故L1两端电压UL1=4.8V-1.2V=3.6V
又IL1=0.36A，故RL2=RL1===10Ω
通过L2的电流为IL2===0.12A
又并联电路的总电流等于个支路电流之和，在串联电路中电流处处相等，
故A2的示数I2=I3+IL2=0.60A
同理，剩下两次A2的示数依次为：0.50A，0.40A
故答案为：
实验序号 A1表示数/安 A2表示数/安 A3表示数/安 V1表示数/伏 V2表示数/伏
1 0.36 0.60 0.48 4.80 1.20
2 0.30 0.50 0.40 4.00 1.00
3 0.24 0.40 0.32 3.20 0.80

（2）从表3可知：A1表与A2表示数相同，因此灯L1、L2亮度变化的原因是：电路中电阻R1发生断路故障．
对照表2与表3中，位置A（或B或C）的V1表与V2表的示数可知，L1两端的电压由3.6V变为4.0V，故灯L1变亮；而灯L2两端的电压由1.2V变为0.8V，故灯L2变暗．
（3）从表4可知：A1表与A2表、V1表与V2表示数相同，因此灯L1、L2亮度变化的原因是：电路中灯L1发生短路故障．
对照表2与表4中，位置A（或B或C）的V1表与V2表的示数可知，灯L1两端电压变为0，故L1熄灭；而灯L2两端电压由1.2V变为2.4V，故灯L2变亮．