登录
18. (2024·盐城期中)小华和同学进行“探究串联电路电压特点”的实验. 所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡($\mathrm{L}_{1}$和$\mathrm{L}_{2}$),两只相同的电压表$\mathrm{V}_{1}$和$\mathrm{V}_{2}$(量程均为0～3V和0～15V),导线若干.
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测$AB$、$BC$、$AC$间的电压. 每次拆接电压表时,开关应处于
(2)具有创新精神的小华决定改进实验,她按照图乙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表$\mathrm{V}_{1}$和$\mathrm{V}_{2}$的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表
(3)解决问题后,小华同学测出了$AB$间和$AC$间的电压,为了测量$BC$间的电压,断开开关,接下来可以
A. 保持$B$接线不动,将电压表$\mathrm{V}_{1}$连线由$A$改接到$C$
B. 保持$C$接线不动,将电压表$\mathrm{V}_{2}$连线由$A$改接到$B$
(4)更换不同的小灯泡多次实验后,小华发现串联电路中两灯的亮度
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测$AB$、$BC$、$AC$间的电压. 每次拆接电压表时,开关应处于
断开
状态.(2)具有创新精神的小华决定改进实验,她按照图乙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表$\mathrm{V}_{1}$和$\mathrm{V}_{2}$的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表
$\mathrm{V}_{2}$
(填“$\mathrm{V}_{1}$”或“$\mathrm{V}_{2}$”)的量程选大了,此时电压表$\mathrm{V}_{1}$和$\mathrm{V}_{2}$的示数分别为0.6
V和3
V.(3)解决问题后,小华同学测出了$AB$间和$AC$间的电压,为了测量$BC$间的电压,断开开关,接下来可以
B
.A. 保持$B$接线不动,将电压表$\mathrm{V}_{1}$连线由$A$改接到$C$
B. 保持$C$接线不动,将电压表$\mathrm{V}_{2}$连线由$A$改接到$B$
(4)更换不同的小灯泡多次实验后,小华发现串联电路中两灯的亮度
不一定
(填“一定”“不一定”或“一定不”)相同.答案
18.(1)断开 (2)$\mathrm{V}_{2}$ 0.6 3
(3)B (4)不一定
(3)B (4)不一定
解析
【分析】
我们可以逐问梳理解题思路：
1. 第一问：所有拆接电路元件的操作，为了避免电路误接通造成短路、烧坏器材，都要遵循电路安全操作的基本要求，断开开关。
2. 第二问：先分析乙图电路，两灯串联，V₁测L₁的分电压，V₂测电源总电压，电源电压为3V，根据串联电压规律，总电压一定大于任意一个分电压。两个相同电压表指针偏转角度相同时，大量程的示数是小量程的5倍，示数更大的V₂必然使用了大量程，也就是量程选大了，由此就能算出两个表的示数。
3. 第三问：判断改接电压表的操作是否正确，核心看电压表正负接线柱是否满足“正进负出”的要求，A选项改接后正负接线柱反接，无法测量，B选项改接后接法正确，可以测量BC间电压。
4. 第四问：灯泡亮度由实际功率决定，串联电路电流相等，根据P=I²R，只有两灯电阻相等时实际功率才相等、亮度相同，电阻不同时亮度就不同，因此两灯亮度没有必然相同的规律。
【解析】
(1) 每次拆接电压表时，为了保护电路，防止误操作损坏元件，开关必须处于断开状态。
(2) 图乙中V₁测L₁两端电压，V₂测电源总电压，电源电压为3V，串联电路总电压大于分电压，两表指针偏转角度相同，说明示数更大的V₂选择了0~15V的大量程，量程选大了；电压表大量程读数是小量程的5倍，因此V₂示数为3V，V1示数为3V÷5=0.6V。
(3) 选项A：保持B接线不动，将电压表V₁连线由A改接到C，会导致电压表正负接线柱反接，指针反向偏转，无法正常测量，操作错误；选项B：保持C接线不动，将电压表V₂连线由A改接到B，电压表正负接线柱连接正确，可正常测量BC间的电压，操作正确，因此选B。
(4) 串联电路电流处处相等，灯泡实际功率P=I²R，只有两灯电阻相等时实际功率才相等、亮度相同，若两灯电阻不同则亮度不同，因此串联电路中两灯的亮度不一定相同。
【答案】
(1) 断开 (2)$\mathrm{V}_{2}$；0.6；3 (3)B (4)不一定
【知识点】
串联电路电压规律；电压表的使用；电路安全操作
【点评】
本题是串联电路电压特点探究实验的典型考题，覆盖了实验操作规范、电压表量程判断、电压表改接正误判断、串联电路实际功率与亮度的关系等多个考点，易错点是容易混淆两个电压表的量程选择，忽略电压表“正进负出”的接线要求，能很好地考察学生对实验细节的掌握程度。
【难度系数】
0.6
我们可以逐问梳理解题思路：
1. 第一问：所有拆接电路元件的操作，为了避免电路误接通造成短路、烧坏器材，都要遵循电路安全操作的基本要求，断开开关。
2. 第二问：先分析乙图电路，两灯串联，V₁测L₁的分电压，V₂测电源总电压，电源电压为3V，根据串联电压规律，总电压一定大于任意一个分电压。两个相同电压表指针偏转角度相同时，大量程的示数是小量程的5倍，示数更大的V₂必然使用了大量程，也就是量程选大了，由此就能算出两个表的示数。
3. 第三问：判断改接电压表的操作是否正确，核心看电压表正负接线柱是否满足“正进负出”的要求，A选项改接后正负接线柱反接，无法测量，B选项改接后接法正确，可以测量BC间电压。
4. 第四问：灯泡亮度由实际功率决定，串联电路电流相等，根据P=I²R，只有两灯电阻相等时实际功率才相等、亮度相同，电阻不同时亮度就不同，因此两灯亮度没有必然相同的规律。
【解析】
(1) 每次拆接电压表时，为了保护电路，防止误操作损坏元件，开关必须处于断开状态。
(2) 图乙中V₁测L₁两端电压，V₂测电源总电压，电源电压为3V，串联电路总电压大于分电压，两表指针偏转角度相同，说明示数更大的V₂选择了0~15V的大量程，量程选大了；电压表大量程读数是小量程的5倍，因此V₂示数为3V，V1示数为3V÷5=0.6V。
(3) 选项A：保持B接线不动，将电压表V₁连线由A改接到C，会导致电压表正负接线柱反接，指针反向偏转，无法正常测量，操作错误；选项B：保持C接线不动，将电压表V₂连线由A改接到B，电压表正负接线柱连接正确，可正常测量BC间的电压，操作正确，因此选B。
(4) 串联电路电流处处相等，灯泡实际功率P=I²R，只有两灯电阻相等时实际功率才相等、亮度相同，若两灯电阻不同则亮度不同，因此串联电路中两灯的亮度不一定相同。
【答案】
(1) 断开 (2)$\mathrm{V}_{2}$；0.6；3 (3)B (4)不一定
【知识点】
串联电路电压规律；电压表的使用；电路安全操作
【点评】
本题是串联电路电压特点探究实验的典型考题，覆盖了实验操作规范、电压表量程判断、电压表改接正误判断、串联电路实际功率与亮度的关系等多个考点，易错点是容易混淆两个电压表的量程选择，忽略电压表“正进负出”的接线要求，能很好地考察学生对实验细节的掌握程度。
【难度系数】
0.6
19. 如图甲所示,当开关S由接1转到接2时,电压表示数变化如图乙所示.则:
(1)电源电压是多少?
(2)当开关S接2时,灯泡$\mathrm{L}_2$两端的电压是多少?
(3)当开关S接2时,若灯泡$\mathrm{L}_2$断路,电压表、电流表的示数分别是多少?
(1)电源电压是多少?
(2)当开关S接2时,灯泡$\mathrm{L}_2$两端的电压是多少?
(3)当开关S接2时,若灯泡$\mathrm{L}_2$断路,电压表、电流表的示数分别是多少?
答案
19.解:(1)由题图甲可知,当开关 S 接 1 时,电路为灯泡 $\mathrm{L}_1$ 的简单电路,电压表测电源电压,由题图乙可知,电源电压$U=6\mathrm{V}$.
(2)当开关 S 接 2 时,两只灯泡串联,电压表测灯泡 $\mathrm{L}_1$ 两端的电压,由题图乙可知,$U_1=2\mathrm{V}$.
串联电路中总电压等于各部分电路电压之和,灯泡 $\mathrm{L}_2$ 两端的电压
$U_2=U-U_1=6\mathrm{V}-2\mathrm{V}=4\mathrm{V}$.
(3)当开关 S 接 2 时,若灯泡 $\mathrm{L}_2$ 断路,则电路处于断路状态,电路中没有电流,电流表的示数为 0,电压表的正、负接线柱也没有与电源的两极连通,则电压表的示数为 0.
(2)当开关 S 接 2 时,两只灯泡串联,电压表测灯泡 $\mathrm{L}_1$ 两端的电压,由题图乙可知,$U_1=2\mathrm{V}$.
串联电路中总电压等于各部分电路电压之和,灯泡 $\mathrm{L}_2$ 两端的电压
$U_2=U-U_1=6\mathrm{V}-2\mathrm{V}=4\mathrm{V}$.
(3)当开关 S 接 2 时,若灯泡 $\mathrm{L}_2$ 断路,则电路处于断路状态,电路中没有电流,电流表的示数为 0,电压表的正、负接线柱也没有与电源的两极连通,则电压表的示数为 0.
解析
【分析】
解题思路梳理：首先先分析开关不同状态下的电路结构：1. 当开关S接1时，电路只有L1接入，电压表直接并联在电源两端，测量电源电压，对应图乙中I=0.6A、U=6V的点1，直接就能读出电源电压。2. 当开关S切换到接2时，L1和L2串联，电压表此时并联在L1两端，测量L1的分压，对应图乙中I=0.2A、U=2V的点2，再根据串联电路总电压等于各部分电压之和，用总电压减去L1的电压就能得到L2两端的电压。3. 分析L2断路的故障场景：此时整个电路的通路被切断，电路中没有电流，电流表示数为0；同时电压表的两个接线柱无法同时连通电源的正负极，因此电压表也没有示数。按照这个逻辑一步步推导就能得到所有结果。
【解析】
(1) 当开关S接1时，电路为灯泡L₁的简单电路，电压表直接测量电源电压，电流表测电路电流。由图乙可知，此时电压为6V，因此电源电压U=6V。
(2) 当开关S接2时，灯泡L₁与L₂串联，电压表测量L₁两端的电压，电流表测串联电路的电流。由图乙可知此时L₁两端电压U₁=2V，根据串联电路的电压规律：总电压等于各串联部分两端电压之和，因此L₂两端的电压：
$U_2 = U - U_1 = 6\mathrm{V} - 2\mathrm{V} = 4\mathrm{V}$
(3) 当开关S接2，且L₂断路时，整个电路的通路被断开，电路中没有可流通的电流，因此电流表示数为0；同时电压表的正负接线柱无法同时与电源的正、负极连通，因此电压表的示数也为0。
【答案】
(1) 电源电压为6V；
(2) 灯泡$\mathrm{L}_2$两端的电压是4V；
(3) 电流表示数为0，电压表示数为0。
【知识点】
串联电路电压规律
电路故障分析
电压表的使用
【点评】
本题结合开关切换的动态电路和U-I图像，考察串联电路的电压特点和断路故障的判断，前两问难度较低，第三问是易错点：很多同学会错误认为L₂断路后电压表串联接入电路测电源电压，实际分析电路路径可知，电压表此时无法连通电源两极，示数为0，解题时要逐一梳理元件的连接关系，避免凭经验误判。
【难度系数】
0.5
解题思路梳理：首先先分析开关不同状态下的电路结构：1. 当开关S接1时，电路只有L1接入，电压表直接并联在电源两端，测量电源电压，对应图乙中I=0.6A、U=6V的点1，直接就能读出电源电压。2. 当开关S切换到接2时，L1和L2串联，电压表此时并联在L1两端，测量L1的分压，对应图乙中I=0.2A、U=2V的点2，再根据串联电路总电压等于各部分电压之和，用总电压减去L1的电压就能得到L2两端的电压。3. 分析L2断路的故障场景：此时整个电路的通路被切断，电路中没有电流，电流表示数为0；同时电压表的两个接线柱无法同时连通电源的正负极，因此电压表也没有示数。按照这个逻辑一步步推导就能得到所有结果。
【解析】
(1) 当开关S接1时，电路为灯泡L₁的简单电路，电压表直接测量电源电压，电流表测电路电流。由图乙可知，此时电压为6V，因此电源电压U=6V。
(2) 当开关S接2时，灯泡L₁与L₂串联，电压表测量L₁两端的电压，电流表测串联电路的电流。由图乙可知此时L₁两端电压U₁=2V，根据串联电路的电压规律：总电压等于各串联部分两端电压之和，因此L₂两端的电压：
$U_2 = U - U_1 = 6\mathrm{V} - 2\mathrm{V} = 4\mathrm{V}$
(3) 当开关S接2，且L₂断路时，整个电路的通路被断开，电路中没有可流通的电流，因此电流表示数为0；同时电压表的正负接线柱无法同时与电源的正、负极连通，因此电压表的示数也为0。
【答案】
(1) 电源电压为6V；
(2) 灯泡$\mathrm{L}_2$两端的电压是4V；
(3) 电流表示数为0，电压表示数为0。
【知识点】
串联电路电压规律
电路故障分析
电压表的使用
【点评】
本题结合开关切换的动态电路和U-I图像，考察串联电路的电压特点和断路故障的判断，前两问难度较低，第三问是易错点：很多同学会错误认为L₂断路后电压表串联接入电路测电源电压，实际分析电路路径可知，电压表此时无法连通电源两极，示数为0，解题时要逐一梳理元件的连接关系，避免凭经验误判。
【难度系数】
0.5
