11 小明用两节干电池、两个不同规格的小灯泡和一个开关连接了一个电路,如图所示。闭合开关S后,发现小灯泡$\mathrm{L}_1$较亮,$\mathrm{L}_2$较暗。根据此现象,小明认为通过$\mathrm{L}_1$的电流大,通过$\mathrm{L}_2$的电流小。请添加合适的实验器材,设计实验证明他的观点是错误的。

答案
断开开关,在小灯泡$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$后分别串联一个电流表,闭合开关,观察电流表示数的大小,若两电流表的示数相等,则说明小明的观点是错误的。
解析
【分析】
小明认为通过L₁和L₂的电流不同,要证明该观点错误,需验证电路中各处电流的关系。由题图可知,L₁与L₂为串联连接,根据串联电路的特性,各处电流应相等,因此可通过添加电流表测量电路不同位置的电流,对比电流大小即可判断观点是否正确。
【解析】
实验步骤:断开开关S,在小灯泡L₁的支路和L₂的支路分别串联接入电流表,闭合开关后观察两个电流表的示数;若两电流表的示数相等,说明通过L₁和L₂的电流大小相同,即可证明小明的观点错误。
【答案】
断开开关,在小灯泡$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$后分别串联一个电流表,闭合开关,观察电流表示数的大小,若两电流表的示数相等,则说明小明的观点是错误的。
【知识点】
串联电路电流规律、电流表的使用
【点评】
本题考查串联电路的电流特点,核心是理解串联电路中电流处处相等,灯泡亮度由实际功率决定而非电流大小,通过添加电流表测量电流的实验设计,属于基础电学实验题,需掌握电流表的正确使用方法。
【难度系数】
0.5
小明认为通过L₁和L₂的电流不同,要证明该观点错误,需验证电路中各处电流的关系。由题图可知,L₁与L₂为串联连接,根据串联电路的特性,各处电流应相等,因此可通过添加电流表测量电路不同位置的电流,对比电流大小即可判断观点是否正确。
【解析】
实验步骤:断开开关S,在小灯泡L₁的支路和L₂的支路分别串联接入电流表,闭合开关后观察两个电流表的示数;若两电流表的示数相等,说明通过L₁和L₂的电流大小相同,即可证明小明的观点错误。
【答案】
断开开关,在小灯泡$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$后分别串联一个电流表,闭合开关,观察电流表示数的大小,若两电流表的示数相等,则说明小明的观点是错误的。
【知识点】
串联电路电流规律、电流表的使用
【点评】
本题考查串联电路的电流特点,核心是理解串联电路中电流处处相等,灯泡亮度由实际功率决定而非电流大小,通过添加电流表测量电流的实验设计,属于基础电学实验题,需掌握电流表的正确使用方法。
【难度系数】
0.5
12 在如图(a)所示电路中,电压表$\mathrm{V}_1$、$\mathrm{V}_2$是两只完全相同的电压表。闭合开关S后,小灯$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$都发光,两电压表的指针都指在如图(b)所示的位置。求$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$两端的电压$U_1$、$U_2$。

答案
因为$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$串联,电压表$\mathrm{V}_1$、$\mathrm{V}_2$分别测电源电压$U$、$\mathrm{L}_1$两端$U_1$。
因为$U=U_1+U_2$,所以$U>U_1$,因为两电压表指针位置相同,所以$U=6\,\mathrm{V}$,$U_1=1.2\,\mathrm{V}$,则$U_2=U-U_1=6\,\mathrm{V}-1.2\,\mathrm{V}=4.8\,\mathrm{V}$。
因为$U=U_1+U_2$,所以$U>U_1$,因为两电压表指针位置相同,所以$U=6\,\mathrm{V}$,$U_1=1.2\,\mathrm{V}$,则$U_2=U-U_1=6\,\mathrm{V}-1.2\,\mathrm{V}=4.8\,\mathrm{V}$。
解析
【分析】首先明确电路中L₁和L₂为串联关系,电压表V₁并联在电源两端,测量电源总电压;电压表V₂并联在L₁两端,测量L₁两端的电压。根据串联电路电压规律,总电压等于各部分电路电压之和,因此电源电压(V₁的示数)大于L₁两端的电压(V₂的示数)。由于两电压表指针位置相同,说明它们选用的量程不同,大量程(0~15V)的读数是小量程(0~3V)读数的5倍,据此确定量程并读取数值,再计算L₂两端的电压。
【解析】1. 电路分析:由图(a)可知,L₁与L₂串联,电压表V₁测电源电压U,电压表V₂测L₁两端的电压U₁。根据串联电路电压规律:U = U₁ + U₂,因此U > U₁。
2. 电压表量程判断:两电压表指针位置相同,说明所用量程不同,0~15V量程的读数是0~3V量程读数的5倍,故V₁使用0~15V量程,V₂使用0~3V量程。
3. 电压读数:图(b)中,0~3V量程分度值为0.1V,示数为1.2V,即U₁=1.2V;0~15V量程分度值为0.5V,示数为6V,即电源电压U=6V。
4. 计算L₂两端电压:U₂ = U - U₁ = 6V - 1.2V = 4.8V。
【答案】U₁=1.2V,U₂=4.8V
【知识点】串联电路电压规律、电压表读数
【点评】本题结合串联电路电压特点,考查电压表的量程判断与读数,核心是理解指针位置相同时不同量程的读数关系,需准确分析电压表的测量对象。
【难度系数】0.6
【解析】1. 电路分析:由图(a)可知,L₁与L₂串联,电压表V₁测电源电压U,电压表V₂测L₁两端的电压U₁。根据串联电路电压规律:U = U₁ + U₂,因此U > U₁。
2. 电压表量程判断:两电压表指针位置相同,说明所用量程不同,0~15V量程的读数是0~3V量程读数的5倍,故V₁使用0~15V量程,V₂使用0~3V量程。
3. 电压读数:图(b)中,0~3V量程分度值为0.1V,示数为1.2V,即U₁=1.2V;0~15V量程分度值为0.5V,示数为6V,即电源电压U=6V。
4. 计算L₂两端电压:U₂ = U - U₁ = 6V - 1.2V = 4.8V。
【答案】U₁=1.2V,U₂=4.8V
【知识点】串联电路电压规律、电压表读数
【点评】本题结合串联电路电压特点,考查电压表的量程判断与读数,核心是理解指针位置相同时不同量程的读数关系,需准确分析电压表的测量对象。
【难度系数】0.6
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