1. (2025·无锡江阴市期末)如图所示的电路中,$\mathrm{L}_2$比$\mathrm{L}_1$亮,小明猜想是因为$\mathrm{L}_2$更靠近电源正极,电流更大.下列做法中,不能判断其猜想是否正确的是 (

A.对调电源的正负极
B.交换$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$的位置
C.测量$a$、$b$、$c$三点的电流大小
D.测量$\mathrm{L}_1$及$\mathrm{L}_2$两端电压的大小
D
)A.对调电源的正负极
B.交换$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$的位置
C.测量$a$、$b$、$c$三点的电流大小
D.测量$\mathrm{L}_1$及$\mathrm{L}_2$两端电压的大小
答案
1. D 解析:测量灯泡两端的电压并不能直接判断是不是因为某处电流更大导致的亮度更亮,故D符合题意.
解析
【分析】
首先明确小明的核心猜想:串联电路中,更靠近电源正极的位置电流更大,因此L₂比L₁亮。我们的目标是判断哪种操作无法验证该猜想是否成立:
1. 要验证“靠近正极电流更大”的猜想,要么直接测量电路不同位置的电流对比大小,要么改变灯泡距离电源正极的远近,观察两个灯泡的亮度变化,看亮度是否随灯泡和正极的距离改变而改变。
2. 逐个排查选项:对调电源正负极、交换两个灯泡位置都能改变灯泡距离正极的远近,观察亮度变化即可验证猜想;直接测三点电流可以直接对比电流大小验证猜想;而仅测量两个灯泡的电压,无法得到电路不同位置的电流大小关系,不能验证该猜想。
【解析】
我们逐一分析每个选项的作用:
选项A:对调电源的正负极后,L₁会比L₂更靠近电源正极,如果小明的猜想正确,那么此时L₁会比L₂亮,通过观察亮度变化就可以验证猜想是否正确,该做法可以判断猜想正误,不符合题意。
选项B:交换L₁和L₂的位置后,L₁会比L₂更靠近电源正极,如果小明的猜想正确,那么此时L₁会比L₂亮,通过观察亮度变化就可以验证猜想是否正确,该做法可以判断猜想正误,不符合题意。
选项C:直接测量a、b、c三点的电流大小,若三点电流相等,直接说明串联电路各处电流相同,小明的猜想错误,该做法可以判断猜想正误,不符合题意。
选项D:仅测量L₁和L₂两端的电压,只能得到两个灯泡的电压不同,说明两个灯泡电阻不同,无法得到电路中不同位置的电流大小关系,不能验证“靠近正极电流更大”的猜想,该做法不能判断猜想正误,符合题意。
【答案】
D
【知识点】
串联电路电流特点,灯泡亮度与实际功率,实验猜想验证
【点评】
本题围绕串联电路电流特点的探究设计实验,核心考查对实验验证方案的辨析能力,易错点是混淆电压、电流与灯泡亮度的逻辑关系,要明确:要验证“不同位置电流大小不同”的猜想,必须围绕电流的测量或者通过改变灯泡位置、控制变量观察亮度的思路设计方案,仅测电压无法得到电流的分布规律。
【难度系数】
0.6
首先明确小明的核心猜想:串联电路中,更靠近电源正极的位置电流更大,因此L₂比L₁亮。我们的目标是判断哪种操作无法验证该猜想是否成立:
1. 要验证“靠近正极电流更大”的猜想,要么直接测量电路不同位置的电流对比大小,要么改变灯泡距离电源正极的远近,观察两个灯泡的亮度变化,看亮度是否随灯泡和正极的距离改变而改变。
2. 逐个排查选项:对调电源正负极、交换两个灯泡位置都能改变灯泡距离正极的远近,观察亮度变化即可验证猜想;直接测三点电流可以直接对比电流大小验证猜想;而仅测量两个灯泡的电压,无法得到电路不同位置的电流大小关系,不能验证该猜想。
【解析】
我们逐一分析每个选项的作用:
选项A:对调电源的正负极后,L₁会比L₂更靠近电源正极,如果小明的猜想正确,那么此时L₁会比L₂亮,通过观察亮度变化就可以验证猜想是否正确,该做法可以判断猜想正误,不符合题意。
选项B:交换L₁和L₂的位置后,L₁会比L₂更靠近电源正极,如果小明的猜想正确,那么此时L₁会比L₂亮,通过观察亮度变化就可以验证猜想是否正确,该做法可以判断猜想正误,不符合题意。
选项C:直接测量a、b、c三点的电流大小,若三点电流相等,直接说明串联电路各处电流相同,小明的猜想错误,该做法可以判断猜想正误,不符合题意。
选项D:仅测量L₁和L₂两端的电压,只能得到两个灯泡的电压不同,说明两个灯泡电阻不同,无法得到电路中不同位置的电流大小关系,不能验证“靠近正极电流更大”的猜想,该做法不能判断猜想正误,符合题意。
【答案】
D
【知识点】
串联电路电流特点,灯泡亮度与实际功率,实验猜想验证
【点评】
本题围绕串联电路电流特点的探究设计实验,核心考查对实验验证方案的辨析能力,易错点是混淆电压、电流与灯泡亮度的逻辑关系,要明确:要验证“不同位置电流大小不同”的猜想,必须围绕电流的测量或者通过改变灯泡位置、控制变量观察亮度的思路设计方案,仅测电压无法得到电流的分布规律。
【难度系数】
0.6
2. (2025·苏州振华中学期中)如图甲所示电路中,$\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$为两只灯泡,电源由两节新干电池串联组成.要使灯$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$组成串联电路,应闭合开关______,若此时电压表示数如图乙所示,则灯泡$\mathrm{L}_{2}$两端的电压为______V;若同时闭合开关$\mathrm{S}_{2}$和$\mathrm{S}_{3}$,则电压表示数为______V.

答案
2. S₂ 1.2 0 解析:闭合开关S₂时,则电流从电源正极出发后依次经过两盏灯泡回到电源的负极,所以它们是串联的.此时电压表测量灯泡L₁两端电压,由图乙可知,电压表所选量程为0~3 V,分度值是0.1 V,此时示数为U₁=1.8 V,已知电源由两节新干电池串联组成,1节新干电池的电压是1.5 V,则电源电压为U=2×1.5 V=3 V,由串联电路的电压特点可知,灯泡L₂两端的电压U₂=U-U₁=3 V-1.8 V=1.2 V.若同时闭合开关S₂和S₃,电压表被短路,电压表的示数是零.
解析
【分析】
首先根据串联电路“电流只有一条路径,依次经过所有用电器”的特点,梳理电流走向,找出能让电流先后经过L₁、L₂的开关闭合状态;接着明确两节新干电池的总电压,判断串联时电压表的测量对象,正确读取电压表示数,再利用串联电路总电压等于各部分电压之和的规律,计算出L₂两端的电压;最后分析同时闭合S₂和S₃时的电流路径,判断电压表是否被短路,得到对应的电压表示数。
【解析】
1. 判断串联电路的开关状态:要让L₁、L₂串联,电流从电源正极出发后需依次经过L₂、L₁,没有其他分支,因此只需闭合开关S₂,断开S₁、S₃即可。
2. 计算L₂两端电压:两节新干电池串联的总电压U=2×1.5V=3V,此时电压表并联在L₁两端,测量L₁的电压;图乙中电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,读数为U₁=1.8V。根据串联电路电压规律U=U₁+U₂,可得L₂两端电压U₂=U-U₁=3V-1.8V=1.2V。
3. 分析同时闭合S₂、S₃的情况:此时S3的导线直接连通电压表的两个接线柱,电压表被短路,因此电压表示数为0V。
【答案】$\mathrm{S}_{2}$;1.2;0
【知识点】
串联电路判断、串联电压规律、短路特点
【点评】
本题通过不同开关状态的电路变换,综合考查串并联电路区分、电压表读数、串联电压规律和短路的相关知识,易错点是误判不同开关状态下电压表的测量对象,需要学生准确梳理每种状态下的电流路径,避免出错。
【难度系数】
0.6
首先根据串联电路“电流只有一条路径,依次经过所有用电器”的特点,梳理电流走向,找出能让电流先后经过L₁、L₂的开关闭合状态;接着明确两节新干电池的总电压,判断串联时电压表的测量对象,正确读取电压表示数,再利用串联电路总电压等于各部分电压之和的规律,计算出L₂两端的电压;最后分析同时闭合S₂和S₃时的电流路径,判断电压表是否被短路,得到对应的电压表示数。
【解析】
1. 判断串联电路的开关状态:要让L₁、L₂串联,电流从电源正极出发后需依次经过L₂、L₁,没有其他分支,因此只需闭合开关S₂,断开S₁、S₃即可。
2. 计算L₂两端电压:两节新干电池串联的总电压U=2×1.5V=3V,此时电压表并联在L₁两端,测量L₁的电压;图乙中电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,读数为U₁=1.8V。根据串联电路电压规律U=U₁+U₂,可得L₂两端电压U₂=U-U₁=3V-1.8V=1.2V。
3. 分析同时闭合S₂、S₃的情况:此时S3的导线直接连通电压表的两个接线柱,电压表被短路,因此电压表示数为0V。
【答案】$\mathrm{S}_{2}$;1.2;0
【知识点】
串联电路判断、串联电压规律、短路特点
【点评】
本题通过不同开关状态的电路变换,综合考查串并联电路区分、电压表读数、串联电压规律和短路的相关知识,易错点是误判不同开关状态下电压表的测量对象,需要学生准确梳理每种状态下的电流路径,避免出错。
【难度系数】
0.6
3. (2024·苏州中考)探究串联电路中电流的特点.
(1)猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小.

(2)按图甲接好电路,闭合开关后发现灯不亮,为了找出原因,将电压表接在A、B两点间,闭合开关发现电压表有示数,说明有可能存在
(3)排除故障后,用电流表测出A点电流,如图乙所示,则$ I_A = $
(4)为进一步得出两个灯串联时电流的规律,小明按图丙连接电路,测量A、B、C三点的电流,得出$ I_A = I_B = I_C $;小华认为不需要再测量,在(3)结论的基础上,通过推理也可以得出相同结论,请写出小华的推理过程:
(1)猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小.
(2)按图甲接好电路,闭合开关后发现灯不亮,为了找出原因,将电压表接在A、B两点间,闭合开关发现电压表有示数,说明有可能存在
L₁断路
故障.(3)排除故障后,用电流表测出A点电流,如图乙所示,则$ I_A = $
0.3
A,再测出B点电流,得到A、B两点电流相等.更换不同规格的灯泡,重复上述实验,都得到相同结论.由此判断猜想是错误
的.(4)为进一步得出两个灯串联时电流的规律,小明按图丙连接电路,测量A、B、C三点的电流,得出$ I_A = I_B = I_C $;小华认为不需要再测量,在(3)结论的基础上,通过推理也可以得出相同结论,请写出小华的推理过程:
因为I_A=I_B,I_B=I_C,所以I_A=I_B=I_C
.答案
3. (2)L₁断路 (3)0.3 错误 (4)因为I_A=I_B,I_B=I_C,所以I_A=I_B=I_C
解析:(2)电压表有示数说明电压表与电源是连通的,灯不亮说明电路断路,即与电压表并联的部分断路,即L₁断路.(3)电流表量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.3 A,即I_A=0.3 A.串联电路中电流处处相等,故猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小是错误的.(4)串联电路中电流处处相等,由(3)结论可知,I_A=I_B,又因为串联电路中电流处处相等,所以I_B=I_C,所以I_A=I_B=I_C.
解析:(2)电压表有示数说明电压表与电源是连通的,灯不亮说明电路断路,即与电压表并联的部分断路,即L₁断路.(3)电流表量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.3 A,即I_A=0.3 A.串联电路中电流处处相等,故猜想:由于用电器耗电,电流流过用电器会减小是错误的.(4)串联电路中电流处处相等,由(3)结论可知,I_A=I_B,又因为串联电路中电流处处相等,所以I_B=I_C,所以I_A=I_B=I_C.
解析
【分析】
我们可以逐小问梳理解题思路:1. 第(2)问判断电路故障:闭合开关灯不亮,首先判断电路大概率是断路故障,电压表接在A、B两点有示数,说明电压表两端能连通到电源两极,说明和电压表并联的部分出现断路,也就是L₁断路。2. 第(3)问读取电流表示数:先确认电流表所选量程是0~0.6A,明确对应分度值,再根据指针位置读数;对比实验结果和最初的猜想,就能判断猜想是否正确。3. 第(4)问推导结论:结合第(3)步已经得到的“单个用电器前后两点电流相等”的结论,分别对两个灯泡应用该结论,就能顺理推出三个点的电流相等,不需要额外测量。
【解析】
(2) 图甲电路中仅接入灯泡L₁,闭合开关后灯不亮,说明电路发生断路故障;将电压表接在A、B两点(并联在L₁两端),闭合开关后电压表有示数,说明电压表的两个接线柱可以正常连通到电源的正、负极,因此故障为与电压表并联的L₁断路。
(3) 图乙中电流表接线柱接的是0~0.6A量程,该量程下分度值为0.02A,指针指向0.3A刻度位置,因此A点电流I_A=0.3A;实验测得A、B两点电流相等,说明电流流过用电器后并没有减小,因此题中最初的猜想是错误的。
(4) 由第(3)步的实验结论可知,经过任意一个用电器的前后两个位置的电流大小相等,对图丙的串联电路来说,灯泡L₁两端的A、B两点满足I_A=I_B,灯泡L₂两端的B、C两点满足I_B=I_C,因此可以推导得出I_A=I_B=I_C,无需额外测量。
【答案】
(2) L₁断路 (3) 0.3;错误 (4) 因为I_A=I_B,I_B=I_C,所以I_A=I_B=I_C
【知识点】
电路故障分析,电流表读数,串联电路电流规律
【点评】
本题围绕串联电路电流特点的探究实验展开,既考查了电路故障判断、电流表读数这类基础实操考点,又侧重考查学生的逻辑推导能力,引导学生理解探究实验中结论的迁移应用,避免无意义的重复操作,符合物理探究的核心思维要求。
【难度系数】
0.6
我们可以逐小问梳理解题思路:1. 第(2)问判断电路故障:闭合开关灯不亮,首先判断电路大概率是断路故障,电压表接在A、B两点有示数,说明电压表两端能连通到电源两极,说明和电压表并联的部分出现断路,也就是L₁断路。2. 第(3)问读取电流表示数:先确认电流表所选量程是0~0.6A,明确对应分度值,再根据指针位置读数;对比实验结果和最初的猜想,就能判断猜想是否正确。3. 第(4)问推导结论:结合第(3)步已经得到的“单个用电器前后两点电流相等”的结论,分别对两个灯泡应用该结论,就能顺理推出三个点的电流相等,不需要额外测量。
【解析】
(2) 图甲电路中仅接入灯泡L₁,闭合开关后灯不亮,说明电路发生断路故障;将电压表接在A、B两点(并联在L₁两端),闭合开关后电压表有示数,说明电压表的两个接线柱可以正常连通到电源的正、负极,因此故障为与电压表并联的L₁断路。
(3) 图乙中电流表接线柱接的是0~0.6A量程,该量程下分度值为0.02A,指针指向0.3A刻度位置,因此A点电流I_A=0.3A;实验测得A、B两点电流相等,说明电流流过用电器后并没有减小,因此题中最初的猜想是错误的。
(4) 由第(3)步的实验结论可知,经过任意一个用电器的前后两个位置的电流大小相等,对图丙的串联电路来说,灯泡L₁两端的A、B两点满足I_A=I_B,灯泡L₂两端的B、C两点满足I_B=I_C,因此可以推导得出I_A=I_B=I_C,无需额外测量。
【答案】
(2) L₁断路 (3) 0.3;错误 (4) 因为I_A=I_B,I_B=I_C,所以I_A=I_B=I_C
【知识点】
电路故障分析,电流表读数,串联电路电流规律
【点评】
本题围绕串联电路电流特点的探究实验展开,既考查了电路故障判断、电流表读数这类基础实操考点,又侧重考查学生的逻辑推导能力,引导学生理解探究实验中结论的迁移应用,避免无意义的重复操作,符合物理探究的核心思维要求。
【难度系数】
0.6
4. 如图所示,把实验室常用的两个不同规格的小灯泡连接在电压为6 V的电源上,开关闭合后$\mathrm{L}_{1}$比$\mathrm{L}_{2}$亮,电流表A的示数是0.24 A,电压表V的示数是4 V,则下列说法正确的是 (

A.$\mathrm{L}_{1}$两端电压等于4 V
B.$\mathrm{L}_{2}$两端电压等于6 V
C.流过$\mathrm{L}_{1}$的电流大于$\mathrm{L}_{2}$的电流
D.开关断开后,电压表示数为6 V
A
)A.$\mathrm{L}_{1}$两端电压等于4 V
B.$\mathrm{L}_{2}$两端电压等于6 V
C.流过$\mathrm{L}_{1}$的电流大于$\mathrm{L}_{2}$的电流
D.开关断开后,电压表示数为6 V
答案
4. A 解析:由图可知,灯泡L₁、L₂、开关、电流表是串联连接的.电流表A测量的是整个串联电路的电流.电压表V并联在灯泡L₁的两端,测量的是L₁两端的电压,电流表A的示数是0.24 A,电压表V的示数是4 V.因此L₁两端电压等于4 V,L₂两端电压等于2 V,流过L₁的电流等于流过L₂的电流,当开关断开后,电路形成断路,所以电压表示数为0.故选A.
解析
【分析】
解题时首先要梳理实物电路的电流路径,判断电路的连接方式:从电源正极出发顺着导线追踪电流走向,可发现电流依次经过L₂、L₁、开关、电流表回到电源负极,因此两灯为串联。接下来判断电表的测量对象:电流表串联在电路中,测整个串联电路的电流;观察电压表两个接线柱的连接位置,可发现电压表并联在L₁两端,测量L₁的电压。之后结合串联电路的电流、电压规律,逐个对四个选项进行验证排除,即可得到正确答案。
【解析】
1. 判断电路连接:由实物图可知,L₁、L₂串联,电流表测串联电路的电流,根据串联电路电流处处相等的特点,流过L₁和L₂的电流均为0.24A,大小相等,故选项C错误。
2. 判断电压表测量对象:电压表并联在L₁两端,测量L₁的电压,已知电压表示数为4V,因此L₁两端电压等于4V,选项A正确。
3. 计算L₂两端电压:根据串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,电源总电压为6V,因此L₂两端电压U₂=U总-U₁=6V-4V=2V,选项B错误。
4. 分析开关断开后的电压表示数:开关断开后,电压表无法连通到电源正极,没有形成有效通路,电压表示数为0,选项D错误。
综上,正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
串联电路电流规律
串联电路电压规律
电压表的使用
【点评】
本题核心考查实物电路识别和串联电路基本规律的应用,易错点是误判电压表测量对象,以及错误认为开关断开后电压表仍能测量电源电压。解题的关键是先完整梳理电流路径,明确各元件的连接关系和电表的测量范围,再结合规律逐一判断选项,避免凭直觉错选。
【难度系数】
0.6
解题时首先要梳理实物电路的电流路径,判断电路的连接方式:从电源正极出发顺着导线追踪电流走向,可发现电流依次经过L₂、L₁、开关、电流表回到电源负极,因此两灯为串联。接下来判断电表的测量对象:电流表串联在电路中,测整个串联电路的电流;观察电压表两个接线柱的连接位置,可发现电压表并联在L₁两端,测量L₁的电压。之后结合串联电路的电流、电压规律,逐个对四个选项进行验证排除,即可得到正确答案。
【解析】
1. 判断电路连接:由实物图可知,L₁、L₂串联,电流表测串联电路的电流,根据串联电路电流处处相等的特点,流过L₁和L₂的电流均为0.24A,大小相等,故选项C错误。
2. 判断电压表测量对象:电压表并联在L₁两端,测量L₁的电压,已知电压表示数为4V,因此L₁两端电压等于4V,选项A正确。
3. 计算L₂两端电压:根据串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,电源总电压为6V,因此L₂两端电压U₂=U总-U₁=6V-4V=2V,选项B错误。
4. 分析开关断开后的电压表示数:开关断开后,电压表无法连通到电源正极,没有形成有效通路,电压表示数为0,选项D错误。
综上,正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
串联电路电流规律
串联电路电压规律
电压表的使用
【点评】
本题核心考查实物电路识别和串联电路基本规律的应用,易错点是误判电压表测量对象,以及错误认为开关断开后电压表仍能测量电源电压。解题的关键是先完整梳理电流路径,明确各元件的连接关系和电表的测量范围,再结合规律逐一判断选项,避免凭直觉错选。
【难度系数】
0.6
5. 如图所示的电路中,闭合开关,电压表$\mathrm{V}_{1}$的示数是$7\ \mathrm{V}$,电压表$\mathrm{V}_{2}$的示数为$9\ \mathrm{V}$,若$\mathrm{L}_{3}$两端的电压是$\mathrm{L}_{1}$两端电压的两倍,则电源的电压是
$(\quad)$

A.$9\ \mathrm{V}$
B.$10\ \mathrm{V}$
C.$11\ \mathrm{V}$
D.$12\ \mathrm{V}$
$(\quad)$
A.$9\ \mathrm{V}$
B.$10\ \mathrm{V}$
C.$11\ \mathrm{V}$
D.$12\ \mathrm{V}$
答案
5. C 解析:由电路图可知,三灯泡串联,V₁测L₁、L₂两端的电压,V₂测L₂、L₃两端的电压,L₃两端的电压是L₁两端电压的两倍,假设L₁、L₂、L₃两端的电压分别是U₁、U₂、U₃,则由于串联电路中总电压等于各部分电压之和,则U₁+U₂=7 V……①,U₂+U₃=9 V……②,U₃=2U₁……③.解得:U₁=2 V,U₂=5 V,U₃=4 V;故电源电压是2 V+5 V+4 V=11 V,故选C.
解析
【分析】
解题时首先要处理电压表:由于电压表内阻极大,分析电路时可以先将电压表等效为开路,这样就能快速判断三个灯泡L₁、L₂、L₃是串联的。接下来第二步要明确两个电压表分别测量哪部分的电压:顺着导线看V₁的两个接线柱,它并联在L₁和L₂的两端,所以测的是L₁和L₂的总电压;V₂的两个接线柱并联在L₂和L₃的两端,测的是L₂和L₃的总电压。接下来结合题目给出的“L₃两端电压是L₁两端电压两倍”的条件,再利用串联电路总电压等于各部分电路电压之和的规律,列出三个关系式,就能解出三个灯泡各自的分压,三者相加就是电源的总电压。
【解析】
1. 识别电路连接方式:将电压表等效为开路后,电流从电源正极流出,依次经过L₃、L₂、L₁,再经过开关S回到电源负极,因此L₁、L₂、L₃三灯串联。
2. 确定电压表测量对象:
电压表V₁并联在L₁和L₂的两端,因此V₁的示数为L₁、L₂的总分压,即$U_1+U_2=7\ \mathrm{V}$ ①
电压表V₂并联在L₂和L₃的两端,因此V₂的示数为L₂、L₃的总分压,即$U_2+U_3=9\ \mathrm{V}$ ②
3. 结合题目已知条件可得:$U_3=2U_1$ ③
4. 联立三个方程求解:
把③代入②可得:$U_2+2U_1=9\ \mathrm{V}$,用该式减去①式:$(U_2+2U_1)-(U_1+U_2)=9\ \mathrm{V}-7\ \mathrm{V}$,解得$U_1=2\ \mathrm{V}$。
将$U_1=2\ \mathrm{V}$代入①得:$U_2=7\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=5\ \mathrm{V}$,代入③得:$U_3=2×2\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$。
5. 计算电源总电压:串联电路总电压等于所有部分电压之和,因此电源电压$U=U_1+U_2+U_3=2\ \mathrm{V}+5\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=11\ \mathrm{V}$。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律,电压表测量判断
【点评】
本题的核心易错点是误判电压表的测量范围,错认为三个灯泡是并联电路,只要掌握“去表法”识别串联电路,明确两个电压表分别测两个相邻灯泡的电压和,再通过列方程组求解就能轻松得到结果,是串联电压计算的经典题型。
【难度系数】
0.6
解题时首先要处理电压表:由于电压表内阻极大,分析电路时可以先将电压表等效为开路,这样就能快速判断三个灯泡L₁、L₂、L₃是串联的。接下来第二步要明确两个电压表分别测量哪部分的电压:顺着导线看V₁的两个接线柱,它并联在L₁和L₂的两端,所以测的是L₁和L₂的总电压;V₂的两个接线柱并联在L₂和L₃的两端,测的是L₂和L₃的总电压。接下来结合题目给出的“L₃两端电压是L₁两端电压两倍”的条件,再利用串联电路总电压等于各部分电路电压之和的规律,列出三个关系式,就能解出三个灯泡各自的分压,三者相加就是电源的总电压。
【解析】
1. 识别电路连接方式:将电压表等效为开路后,电流从电源正极流出,依次经过L₃、L₂、L₁,再经过开关S回到电源负极,因此L₁、L₂、L₃三灯串联。
2. 确定电压表测量对象:
电压表V₁并联在L₁和L₂的两端,因此V₁的示数为L₁、L₂的总分压,即$U_1+U_2=7\ \mathrm{V}$ ①
电压表V₂并联在L₂和L₃的两端,因此V₂的示数为L₂、L₃的总分压,即$U_2+U_3=9\ \mathrm{V}$ ②
3. 结合题目已知条件可得:$U_3=2U_1$ ③
4. 联立三个方程求解:
把③代入②可得:$U_2+2U_1=9\ \mathrm{V}$,用该式减去①式:$(U_2+2U_1)-(U_1+U_2)=9\ \mathrm{V}-7\ \mathrm{V}$,解得$U_1=2\ \mathrm{V}$。
将$U_1=2\ \mathrm{V}$代入①得:$U_2=7\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=5\ \mathrm{V}$,代入③得:$U_3=2×2\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$。
5. 计算电源总电压:串联电路总电压等于所有部分电压之和,因此电源电压$U=U_1+U_2+U_3=2\ \mathrm{V}+5\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=11\ \mathrm{V}$。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律,电压表测量判断
【点评】
本题的核心易错点是误判电压表的测量范围,错认为三个灯泡是并联电路,只要掌握“去表法”识别串联电路,明确两个电压表分别测两个相邻灯泡的电压和,再通过列方程组求解就能轻松得到结果,是串联电压计算的经典题型。
【难度系数】
0.6
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