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13. 如图 16-2-9 所示电路中,电源电压为 12 V,电压表$ V_1、$$V_2$的示数分别为 8.2 V、9.5 V,则电灯$ L_1、$$L_2、$$L_3 $两端的电压分别为
2.5 V
、5.7 V
、3.8 V
。答案
2.5 V 5.7 V 3.8 V
解析
由电路图可知，三灯泡串联，电压表$V_1$测$L_1$和$L_2$两端的电压之和，电压表$V_2$测$L_2$和$L_3$两端的电压之和。
设$L_1$、$L_2$、$L_3$两端的电压分别为$U_1$、$U_2$、$U_3$。
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压$U = U_1+U_2+U_3 = 12\ V$，$V_1$示数$U_{V1}=U_1 + U_2=8.2\ V$，$V_2$示数$U_{V2}=U_2 + U_3=9.5\ V$。
由$U_1 + U_2=8.2\ V$可得$U_1=8.2\ V-U_2$；由$U_2 + U_3=9.5\ V$可得$U_3=9.5\ V-U_2$。
将$U_1$、$U_3$代入$U_1+U_2+U_3 = 12\ V$，得：
$\begin{aligned}(8.2\ V-U_2)+U_2+(9.5\ V-U_2)&=12\ V\\8.2\ V+9.5\ V-U_2&=12\ V\\17.7\ V-U_2&=12\ V\\U_2&=17.7\ V-12\ V=5.7\ V\end{aligned}$
则$U_1=8.2\ V-5.7\ V=2.5\ V$，$U_3=9.5\ V-5.7\ V=3.8\ V$。
$2.5\ V$、$5.7\ V$、$3.8\ V$
设$L_1$、$L_2$、$L_3$两端的电压分别为$U_1$、$U_2$、$U_3$。
因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以电源电压$U = U_1+U_2+U_3 = 12\ V$，$V_1$示数$U_{V1}=U_1 + U_2=8.2\ V$，$V_2$示数$U_{V2}=U_2 + U_3=9.5\ V$。
由$U_1 + U_2=8.2\ V$可得$U_1=8.2\ V-U_2$；由$U_2 + U_3=9.5\ V$可得$U_3=9.5\ V-U_2$。
将$U_1$、$U_3$代入$U_1+U_2+U_3 = 12\ V$，得：
$\begin{aligned}(8.2\ V-U_2)+U_2+(9.5\ V-U_2)&=12\ V\\8.2\ V+9.5\ V-U_2&=12\ V\\17.7\ V-U_2&=12\ V\\U_2&=17.7\ V-12\ V=5.7\ V\end{aligned}$
则$U_1=8.2\ V-5.7\ V=2.5\ V$，$U_3=9.5\ V-5.7\ V=3.8\ V$。
$2.5\ V$、$5.7\ V$、$3.8\ V$
14. 如图 16-2-10 所示,取一个橙子,切成两半,把铜片、铁片插入其中一半,制成一个水果电池。
(1)用电压表测量电压,该水果电池电压为
(2)该水果电池正极是
(3)为获得更高电压,可以将多个水果电池
(1)用电压表测量电压,该水果电池电压为
0.6
V,水果电池是将化学
能转化为电能。(2)该水果电池正极是
铜片
(选填“铁片”或“铜片”)。(3)为获得更高电压,可以将多个水果电池
串
联。答案
(1)0.6 化学
(2)铜片
(3)串
解析
【解析】
(1) 由图可知，电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为0.6V；水果电池工作时，将化学能转化为电能。
(2) 电压表正向偏转，说明电流从正接线柱流入，即与电压表正接线柱相连的铜片为水果电池的正极。
(3) 串联电池组的总电压等于各电池电压之和，因此为获得更高电压，可将多个水果电池串联。
【答案】
(1)0.6；化学
(2)铜片
(3)串
【知识点】
电压表的读数；电源能量转化；串并联电路电压特点
【点评】
本题考查水果电池的相关知识，涉及电压表的使用、电源的能量转化以及串并联电路的电压特点，属于基础题。
【难度系数】
0.8
(1) 由图可知，电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为0.6V；水果电池工作时，将化学能转化为电能。
(2) 电压表正向偏转，说明电流从正接线柱流入，即与电压表正接线柱相连的铜片为水果电池的正极。
(3) 串联电池组的总电压等于各电池电压之和，因此为获得更高电压，可将多个水果电池串联。
【答案】
(1)0.6；化学
(2)铜片
(3)串
【知识点】
电压表的读数；电源能量转化；串并联电路电压特点
【点评】
本题考查水果电池的相关知识，涉及电压表的使用、电源的能量转化以及串并联电路的电压特点，属于基础题。
【难度系数】
0.8
15. 如图 16-2-11 所示电路,闭合开关后,整个电路正常工作。其中一盏灯突然熄灭,两只电表示数均变大,则该电路可能发生的故障为(
$A. L_1 $短路
$B. L_2 $短路
$C. L_1 $断路
$D. L_2 $断路
A
)。$A. L_1 $短路
$B. L_2 $短路
$C. L_1 $断路
$D. L_2 $断路
答案
A
解析
【解析】
由图可知，L₁与L₂串联，电流表测电路中的电流，电压表测L₂两端的电压。对各选项逐一分析：
若L₁短路，电路总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路电流变大，电流表示数变大；此时电压表测电源电压，示数也变大，且L₁熄灭，符合“一盏灯熄灭，两只电表示数均变大”的现象。
若L₂短路，电压表被短路，示数为0，不符合电表示数变大的条件，排除。
若L₁断路，电路断开，电流表示数为0，不符合电流表示数变大的条件，排除。
若L₂断路，电路断开，电流表示数为0，不符合电流表示数变大的条件，排除。
因此故障为L₁短路。
【答案】
A
【知识点】
串联电路故障分析、欧姆定律应用
【点评】
本题考查串联电路的故障判断，需结合串联电路特点、欧姆定律，根据电表的示数变化分析故障类型，关键是明确电路连接方式和电表测量对象。
【难度系数】
0.6
由图可知，L₁与L₂串联，电流表测电路中的电流，电压表测L₂两端的电压。对各选项逐一分析：
若L₁短路，电路总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路电流变大，电流表示数变大；此时电压表测电源电压，示数也变大，且L₁熄灭，符合“一盏灯熄灭，两只电表示数均变大”的现象。
若L₂短路，电压表被短路，示数为0，不符合电表示数变大的条件，排除。
若L₁断路，电路断开，电流表示数为0，不符合电流表示数变大的条件，排除。
若L₂断路，电路断开，电流表示数为0，不符合电流表示数变大的条件，排除。
因此故障为L₁短路。
【答案】
A
【知识点】
串联电路故障分析、欧姆定律应用
【点评】
本题考查串联电路的故障判断，需结合串联电路特点、欧姆定律，根据电表的示数变化分析故障类型，关键是明确电路连接方式和电表测量对象。
【难度系数】
0.6
16. 某小组在“探究并联电路中电压的特点”实验中。
(1)根据图 16-2-12 甲电路图,用笔画线表示导线,将实物连接起来。
(2)连接电路时,开关应处于____状态。
(3)正确连接好电路后,闭合开关,电压表的示数如图 16-2-12 乙所示,为____V。
(4)测得灯泡$ L_1 $两端电压后,再测得灯泡$ L_2 $两端电压和 A、B 两端电压,记录数据。改变两个小灯泡的规格,重复以上操作,其目的是____。
(5)评估交流环节,有同学提出：实验中连接电路后,闭合开关时发现电压表指针反向偏转,原因是____。
(1)根据图 16-2-12 甲电路图,用笔画线表示导线,将实物连接起来。
(2)连接电路时,开关应处于____状态。
(3)正确连接好电路后,闭合开关,电压表的示数如图 16-2-12 乙所示,为____V。
(4)测得灯泡$ L_1 $两端电压后,再测得灯泡$ L_2 $两端电压和 A、B 两端电压,记录数据。改变两个小灯泡的规格,重复以上操作,其目的是____。
(5)评估交流环节,有同学提出：实验中连接电路后,闭合开关时发现电压表指针反向偏转,原因是____。
答案
(1)如图
(2)断开
(3)2.8
(4)多次测量，以得到普遍的规律
(5)电压表正、负接线柱接反
解析
【解析】
(1) 根据电路图，将电源、开关、灯泡$L_1$、$L_2$连接成并联电路，电压表并联在$L_1$两端，注意电流从电压表正接线柱流入，负接线柱流出，实物连接如参考答案图所示。
(2) 为保护电路元件，连接电路时开关应处于断开状态。
(3) 电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，由图乙可知其示数为2.8V。
(4) 改变小灯泡规格重复实验，目的是避免实验偶然性，通过多次测量得到普遍规律。
(5) 闭合开关后电压表指针反向偏转，是因为电压表正、负接线柱接反，电流从负接线柱流入、正接线柱流出。
【答案】
(1) 如图（见参考答案实物连接图）
(2) 断开
(3) 2.8
(4) 多次测量，以得到普遍的规律
(5) 电压表正、负接线柱接反
【知识点】
并联电路电压特点、电压表的使用、电路连接规范
【点评】
本题围绕并联电路电压特点的探究实验，考查电路连接、实验操作规范、电压表读数及故障分析，侧重实验基本能力的考查。
【难度系数】
0.7
(1) 根据电路图，将电源、开关、灯泡$L_1$、$L_2$连接成并联电路，电压表并联在$L_1$两端，注意电流从电压表正接线柱流入，负接线柱流出，实物连接如参考答案图所示。
(2) 为保护电路元件，连接电路时开关应处于断开状态。
(3) 电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，由图乙可知其示数为2.8V。
(4) 改变小灯泡规格重复实验，目的是避免实验偶然性，通过多次测量得到普遍规律。
(5) 闭合开关后电压表指针反向偏转，是因为电压表正、负接线柱接反，电流从负接线柱流入、正接线柱流出。
【答案】
(1) 如图（见参考答案实物连接图）
(2) 断开
(3) 2.8
(4) 多次测量，以得到普遍的规律
(5) 电压表正、负接线柱接反
【知识点】
并联电路电压特点、电压表的使用、电路连接规范
【点评】
本题围绕并联电路电压特点的探究实验，考查电路连接、实验操作规范、电压表读数及故障分析，侧重实验基本能力的考查。
【难度系数】
0.7
