Question

如图所示，在封闭盒子上表面有两个小灯泡和一个开关，电路的其他部分都在盒子内，无法看到。小明闭合开关S，观察到两个小灯泡都发光，他又用一块电压表分别测量两个小灯泡两端的电压，测量结果是两个小灯泡两端的电压相等，小明认为在一个电路中，若两个用电器两端电压相等，则这两个用电器就一定是并联关系，请你选取需要的器材设计一个实验，证明小明的观点是错误的。要求：

（1）请画出实验电路图。

（2）简述实验过程，根据实验现象简要说明小明的观点是错误的。

（3）不打开封闭盒子，若只给你一块电压表和若干导线，怎样判断灯泡是串联还是并联？请你写出判断方法。

Answer

(1)(2) 实验过程下：①选取如图所示器材，将两个完全相同的小灯泡按照电路图串联接入电路中。②将电压表分别接在两个小灯泡上，测出两个小灯泡两端的电压分别为U1、U2。若U1＝U2；则表明小明的观点是错误的。(3)方法：将电压表依次接在任意两个接线柱上，测出每两个接线柱间的电压，共测量六次；结论：若六次测量值中两次为零，其余四次测量值相等，则两灯为并联；若一次为零，四次测量值相等，另一次测量值是四次测量值的两倍，则两灯为串联。

【解析】

(1)要证明小明的观点是错误的，就应该将电路图设计为串联电路，实验中应选取两个相同的小灯泡做实验，分别测出两灯泡的电压，如图所示：

(2) 实验过程及分析如下：

①选取如图所示器材，将两个完全相同的小灯泡按照电路图串联接入电路中。

②将电压表分别接在两个小灯泡上，测出两个小灯泡两端的电压分别为U1、U2。

由于串联电路总电压等于各串联电路电压之和，又两个小灯泡完全相同，所以

，

故实验现象为：

；

实验表明：两个小灯泡两端电压相等，但两个小灯泡串联，所以小明的观点是错误的。

(3) 两灯泡相同，不论两灯泡是并联还是串联，每个灯泡两端电压都相等，用电压表分别测任意两个接线柱间的电压，则可以测6次，如果两灯是并联的其中两次测量的电压为零，其余4次测量值相等；如果两灯是串联的，则只有一次测量值为零。

将电压表依次接在任意两个接线柱上，测出每两个接线柱间的电压，共测量六次；若六次测量值中两次为零，其余四次测量值相等，则两灯为并联；若一次为零，四次测量值相等，另一次测量值是四次测量值的两倍，则两灯为串联。