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【典型例题2】如图所示，电源电压不变，闭合开关S，电压表V₁的示数为6 V，电压表V₂的示数为2 V。下列说法正确的是()。
A.灯L₁两端电压为2 V
B.电源两端电压为4 V
C.断开开关，只将电压表V₂换成电流表，则灯L₁与L₂串联
D.断开开关，将两个电压表都换成电流表，则灯L₁与L₂并联
思路导引 由电路图可知，两灯串联，电压表V₁测电源电压，电压表V₂测灯L₂两端的电压；由两个电压表的示数可知，电源的电压U=6 V，电压表V₂的示数为2 V，则灯L₂两端的电压U₂=2 V，因为串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和，所以灯L₁两端的电压U₁=U−U₂=6 V−2 V=4 V，A、B错误。断开开关S，只将电压表V₂换成电流表，此时电压表V₁与灯L₂串联后再与灯L₁并联，因为电压表V₁的电阻很大，所以该支路相当于断路，灯L₂不发光，只有灯L₁能发光，此时电路相当于只有灯L₁的简单电路，C错误。断开开关，将两个电压表都换成电流表，由于电流表相当于导线，所以电流分别流入两个灯泡，灯L₁与L₂并联，D正确。
答案 D
A.灯L₁两端电压为2 V
B.电源两端电压为4 V
C.断开开关，只将电压表V₂换成电流表，则灯L₁与L₂串联
D.断开开关，将两个电压表都换成电流表，则灯L₁与L₂并联
思路导引 由电路图可知，两灯串联，电压表V₁测电源电压，电压表V₂测灯L₂两端的电压；由两个电压表的示数可知，电源的电压U=6 V，电压表V₂的示数为2 V，则灯L₂两端的电压U₂=2 V，因为串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和，所以灯L₁两端的电压U₁=U−U₂=6 V−2 V=4 V，A、B错误。断开开关S，只将电压表V₂换成电流表，此时电压表V₁与灯L₂串联后再与灯L₁并联，因为电压表V₁的电阻很大，所以该支路相当于断路，灯L₂不发光，只有灯L₁能发光，此时电路相当于只有灯L₁的简单电路，C错误。断开开关，将两个电压表都换成电流表，由于电流表相当于导线，所以电流分别流入两个灯泡，灯L₁与L₂并联，D正确。
答案 D
答案
D
解析
【分析】
首先明确闭合开关S时的电路结构：L₁与L₂串联，电压表V₁测电源电压，电压表V₂测L₂两端的电压；再根据串联电路电压规律判断A、B选项；接着分析断开开关后，替换电表时的电路特点（电压表相当于开路，电流表相当于导线），逐一判断C、D选项，最终确定正确答案。
【解析】
1. 闭合开关S时，L₁和L₂串联：
电压表V₁并联在电源两端，测电源电压，因此电源电压U=6V；
电压表V₂并联在L₂两端，测L₂的电压，即U₂=2V；
根据串联电路总电压等于各部分电压之和，L₁两端电压U₁=U-U₂=6V-2V=4V，故A选项（L₁两端电压为2V）错误，B选项（电源电压为4V）错误。
2. 断开开关S，只将V₂换成电流表：
电压表V₁相当于开路，L₂所在支路因V₁开路而断路，只有L₁接入电路，并非串联，故C选项错误。
3. 断开开关，将两个电压表都换成电流表：
电流表相当于导线，电流从电源正极流出后分为两条支路，分别经过L₁和L₂，最终汇合回到电源负极，因此L₁与L₂并联，D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路电压规律；电表的使用；电路连接方式
【点评】
本题结合串联电路电压规律和电表特点，考查电路分析能力，需准确判断不同状态下的电路结构，综合性较强，需细致分析各选项。
【难度系数】
0.5
首先明确闭合开关S时的电路结构：L₁与L₂串联，电压表V₁测电源电压，电压表V₂测L₂两端的电压；再根据串联电路电压规律判断A、B选项；接着分析断开开关后，替换电表时的电路特点（电压表相当于开路，电流表相当于导线），逐一判断C、D选项，最终确定正确答案。
【解析】
1. 闭合开关S时，L₁和L₂串联：
电压表V₁并联在电源两端，测电源电压，因此电源电压U=6V；
电压表V₂并联在L₂两端，测L₂的电压，即U₂=2V；
根据串联电路总电压等于各部分电压之和，L₁两端电压U₁=U-U₂=6V-2V=4V，故A选项（L₁两端电压为2V）错误，B选项（电源电压为4V）错误。
2. 断开开关S，只将V₂换成电流表：
电压表V₁相当于开路，L₂所在支路因V₁开路而断路，只有L₁接入电路，并非串联，故C选项错误。
3. 断开开关，将两个电压表都换成电流表：
电流表相当于导线，电流从电源正极流出后分为两条支路，分别经过L₁和L₂，最终汇合回到电源负极，因此L₁与L₂并联，D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路电压规律；电表的使用；电路连接方式
【点评】
本题结合串联电路电压规律和电表特点，考查电路分析能力，需准确判断不同状态下的电路结构，综合性较强，需细致分析各选项。
【难度系数】
0.5
【跟踪练习】
2. 如图甲所示的电路中，闭合开关$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$，电压表$\mathrm{V}_{1}$、$\mathrm{V}_{2}$的示数如图乙所示。灯$\mathrm{L}_{1}$两端的电压是
2. 如图甲所示的电路中，闭合开关$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$，电压表$\mathrm{V}_{1}$、$\mathrm{V}_{2}$的示数如图乙所示。灯$\mathrm{L}_{1}$两端的电压是
3
V；断开开关$\mathrm{S}_{2}$，电压表$\mathrm{V}_{1}$的示数超测量范围
（选填“变为0”“等于电源电压”或“超测量范围”）。答案
2. 3 超测量范围
【解析】由题图甲可知，闭合开关$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$，灯$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$串联，电压表$\mathrm{V}_{1}$测灯$\mathrm{L}_{2}$两端的电压，电压表$\mathrm{V}_{2}$测电源电压。因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，所以电压表$\mathrm{V}_{2}$的示数大于电压表$\mathrm{V}_{1}$的示数。由题图乙可知，电压表$\mathrm{V}_{2}$的指针偏转角度小于电压表$\mathrm{V}_{1}$的指针偏转角度，则电压表$\mathrm{V}_{2}$选择的测量范围是0～15 V，分度值为0.5 V，示数为5.5 V，即电源电压$U=5.5\ \mathrm{V}$，电压表$\mathrm{V}_{1}$选择的测量范围是0～3 V，分度值为0.1 V，示数为2.5 V，即灯$\mathrm{L}_{2}$两端的电压$U_2=2.5\ \mathrm{V}$，所以灯$\mathrm{L}_{1}$两端的电压$U_1=U-U_2=5.5\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$。断开开关$\mathrm{S}_{2}$，电压表$\mathrm{V}_{1}$与灯$\mathrm{L}_{1}$串联，相当于测电源电压，电压表$\mathrm{V}_{1}$的示数应为5.5 V，大于它选择的测量范围，故会超测量范围。
【解析】由题图甲可知，闭合开关$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$，灯$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$串联，电压表$\mathrm{V}_{1}$测灯$\mathrm{L}_{2}$两端的电压，电压表$\mathrm{V}_{2}$测电源电压。因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，所以电压表$\mathrm{V}_{2}$的示数大于电压表$\mathrm{V}_{1}$的示数。由题图乙可知，电压表$\mathrm{V}_{2}$的指针偏转角度小于电压表$\mathrm{V}_{1}$的指针偏转角度，则电压表$\mathrm{V}_{2}$选择的测量范围是0～15 V，分度值为0.5 V，示数为5.5 V，即电源电压$U=5.5\ \mathrm{V}$，电压表$\mathrm{V}_{1}$选择的测量范围是0～3 V，分度值为0.1 V，示数为2.5 V，即灯$\mathrm{L}_{2}$两端的电压$U_2=2.5\ \mathrm{V}$，所以灯$\mathrm{L}_{1}$两端的电压$U_1=U-U_2=5.5\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$。断开开关$\mathrm{S}_{2}$，电压表$\mathrm{V}_{1}$与灯$\mathrm{L}_{1}$串联，相当于测电源电压，电压表$\mathrm{V}_{1}$的示数应为5.5 V，大于它选择的测量范围，故会超测量范围。
解析
【分析】
首先分析电路：闭合$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$时，$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$串联，电压表$\mathrm{V}_{1}$测$\mathrm{L}_{2}$两端电压，$\mathrm{V}_{2}$测电源电压，根据串联电路电压规律，电源电压等于各用电器电压之和，因此$\mathrm{V}_{2}$的示数大于$\mathrm{V}_{1}$的示数。结合图乙中两电压表指针偏转角度，$\mathrm{V}_{2}$指针偏转角更小，说明$\mathrm{V}_{2}$使用大量程（0～15V），$\mathrm{V}_{1}$使用小量程（0～3V），据此读取两表示数，再计算$\mathrm{L}_{1}$两端电压；断开$\mathrm{S}_{2}$后，分析$\mathrm{V}_{1}$的连接情况，判断其示数变化。
【解析】
1. 电路分析：闭合$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$时，$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$串联，$\mathrm{V}_{1}$测$\mathrm{L}_{2}$两端电压，$\mathrm{V}_{2}$测电源电压，故电源电压$U = U_1 + U_2$，即$\mathrm{V}_{2}$示数大于$\mathrm{V}_{1}$示数。
2. 电压表示数读取：$\mathrm{V}_{2}$指针偏转角小，选用0～15V量程，分度值0.5V，示数为$5.5\ \mathrm{V}$，即电源电压$U=5.5\ \mathrm{V}$；$\mathrm{V}_{1}$指针偏转角大，选用0～3V量程，分度值0.1V，示数为$2.5\ \mathrm{V}$，即$\mathrm{L}_{2}$两端电压$U_2=2.5\ \mathrm{V}$。
3. 计算$\mathrm{L}_{1}$两端电压：根据串联电路电压规律，$\mathrm{L}_{1}$两端电压$U_1 = U - U_2 = 5.5\ \mathrm{V} - 2.5\ \mathrm{V} = 3\ \mathrm{V}$。
4. 断开$\mathrm{S}_{2}$的情况：断开$\mathrm{S}_{2}$后，$\mathrm{V}_{1}$与$\mathrm{L}_{1}$串联，相当于直接接在电源两端，需测电源电压$5.5\ \mathrm{V}$，而$\mathrm{V}_{1}$量程为0～3V，因此示数超测量范围。
【答案】
3；超测量范围
【知识点】
串联电路电压规律；电压表的使用
【点评】
本题考查串联电路电压特点及电压表的使用，关键是正确判断电压表的测量对象，结合指针偏转确定量程，进而读数计算；断开开关后需分析电压表的连接方式，判断示数是否超出量程，需学生掌握电路分析和电压表的使用规则。
【难度系数】
0.5
首先分析电路：闭合$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$时，$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$串联，电压表$\mathrm{V}_{1}$测$\mathrm{L}_{2}$两端电压，$\mathrm{V}_{2}$测电源电压，根据串联电路电压规律，电源电压等于各用电器电压之和，因此$\mathrm{V}_{2}$的示数大于$\mathrm{V}_{1}$的示数。结合图乙中两电压表指针偏转角度，$\mathrm{V}_{2}$指针偏转角更小，说明$\mathrm{V}_{2}$使用大量程（0～15V），$\mathrm{V}_{1}$使用小量程（0～3V），据此读取两表示数，再计算$\mathrm{L}_{1}$两端电压；断开$\mathrm{S}_{2}$后，分析$\mathrm{V}_{1}$的连接情况，判断其示数变化。
【解析】
1. 电路分析：闭合$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$时，$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$串联，$\mathrm{V}_{1}$测$\mathrm{L}_{2}$两端电压，$\mathrm{V}_{2}$测电源电压，故电源电压$U = U_1 + U_2$，即$\mathrm{V}_{2}$示数大于$\mathrm{V}_{1}$示数。
2. 电压表示数读取：$\mathrm{V}_{2}$指针偏转角小，选用0～15V量程，分度值0.5V，示数为$5.5\ \mathrm{V}$，即电源电压$U=5.5\ \mathrm{V}$；$\mathrm{V}_{1}$指针偏转角大，选用0～3V量程，分度值0.1V，示数为$2.5\ \mathrm{V}$，即$\mathrm{L}_{2}$两端电压$U_2=2.5\ \mathrm{V}$。
3. 计算$\mathrm{L}_{1}$两端电压：根据串联电路电压规律，$\mathrm{L}_{1}$两端电压$U_1 = U - U_2 = 5.5\ \mathrm{V} - 2.5\ \mathrm{V} = 3\ \mathrm{V}$。
4. 断开$\mathrm{S}_{2}$的情况：断开$\mathrm{S}_{2}$后，$\mathrm{V}_{1}$与$\mathrm{L}_{1}$串联，相当于直接接在电源两端，需测电源电压$5.5\ \mathrm{V}$，而$\mathrm{V}_{1}$量程为0～3V，因此示数超测量范围。
【答案】
3；超测量范围
【知识点】
串联电路电压规律；电压表的使用
【点评】
本题考查串联电路电压特点及电压表的使用，关键是正确判断电压表的测量对象，结合指针偏转确定量程，进而读数计算；断开开关后需分析电压表的连接方式，判断示数是否超出量程，需学生掌握电路分析和电压表的使用规则。
【难度系数】
0.5
