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11. 图13-6-10是某同学测量通过灯泡的电流和灯泡两端电压的连线图，测量时出现的一些情况如下：
① 电压表V的指针反向偏转；
② 电流表A₁的指针偏转角度太大；
③ 电流表A₂的指针偏转角度太小。
根据上述现象，请你帮助这位同学找一找原因，以便于掌握电表的使用知识，为学好电学知识打下坚实的基础。
（1）造成现象①的原因是：
（2）造成现象②的原因是：
（3）造成现象③的原因是：
① 电压表V的指针反向偏转；
② 电流表A₁的指针偏转角度太大；
③ 电流表A₂的指针偏转角度太小。
根据上述现象，请你帮助这位同学找一找原因，以便于掌握电表的使用知识，为学好电学知识打下坚实的基础。
（1）造成现象①的原因是：
电压表的正、负接线柱接反
。（2）造成现象②的原因是：
A₁ 的量程选小了
。（3）造成现象③的原因是：
A₂ 的量程选大了
。答案
11.（1）电压表的正、负接线柱接反
（2）A₁ 的量程选小了
（3）A₂ 的量程选大了
（2）A₁ 的量程选小了
（3）A₂ 的量程选大了
解析
【分析】
要解决这三个问题，需先明确电压表和电流表的正确使用规则：电表使用时，电流必须从正接线柱流入、负接线柱流出；被测电流或电压不能超过所选量程，若量程选择不当，会导致指针偏转异常。针对每个现象，结合规则分析：①指针反向偏转，说明电流方向错误；②指针偏转太大，说明量程选小；③指针偏转太小，说明量程选大。
【解析】
（1）电压表的使用要求是电流从正接线柱流入，负接线柱流出，若正负接线柱接反，电流方向相反，指针就会反向偏转，因此现象①的原因是电压表的正、负接线柱接反。
（2）电流表A₁指针偏转角度太大，是因为所选量程过小，被测电流超过了该小量程的最大值，导致指针偏转过载，所以原因是A₁的量程选小了。
（3）电流表A₂指针偏转角度太小，是因为所选量程过大，被测电流相对于该大量程来说太小，指针偏转不明显，所以原因是A₂的量程选大了。
【答案】
（1）电压表的正、负接线柱接反；（2）A₁的量程选小了；（3）A₂的量程选大了
【知识点】
电压表使用；电流表使用；电表量程选择
【点评】
本题考查电流表和电压表的正确使用方法，属于电学基础知识点，是学好电学的必备基础，需要学生熟练掌握电表的接线规则和量程选择方法。
【难度系数】
0.5
要解决这三个问题，需先明确电压表和电流表的正确使用规则：电表使用时，电流必须从正接线柱流入、负接线柱流出；被测电流或电压不能超过所选量程，若量程选择不当，会导致指针偏转异常。针对每个现象，结合规则分析：①指针反向偏转，说明电流方向错误；②指针偏转太大，说明量程选小；③指针偏转太小，说明量程选大。
【解析】
（1）电压表的使用要求是电流从正接线柱流入，负接线柱流出，若正负接线柱接反，电流方向相反，指针就会反向偏转，因此现象①的原因是电压表的正、负接线柱接反。
（2）电流表A₁指针偏转角度太大，是因为所选量程过小，被测电流超过了该小量程的最大值，导致指针偏转过载，所以原因是A₁的量程选小了。
（3）电流表A₂指针偏转角度太小，是因为所选量程过大，被测电流相对于该大量程来说太小，指针偏转不明显，所以原因是A₂的量程选大了。
【答案】
（1）电压表的正、负接线柱接反；（2）A₁的量程选小了；（3）A₂的量程选大了
【知识点】
电压表使用；电流表使用；电表量程选择
【点评】
本题考查电流表和电压表的正确使用方法，属于电学基础知识点，是学好电学的必备基础，需要学生熟练掌握电表的接线规则和量程选择方法。
【难度系数】
0.5
12. 图13-6-11是电热毯的电路示意图，虚线表示毯内电热丝，它的某处已断开，但外表又无法看出。某同学做了如下检测：① 将5枚大头针分别插在图中a、b、c、d、e处，使之与电热丝接触；② 将插头与3 V电源相连，用电压表分别测得$U_{ab}=3\ \mathrm{V}$，$U_{ac}=3\ \mathrm{V}$，$U_{ad}=3\ \mathrm{V}$，$U_{ae}=0\ \mathrm{V}$，$U_{ed}=3\ \mathrm{V}$，由此便确定了断点区域；③ 用以上相同的方法逐渐缩小断点范围，找出断点位置。请回答：
（1）这几枚大头针相当于
（2）用笔在图13-6-11中将②中确定的断点区域的电热丝描出来（将虚线画成实线）。
图13-6-11
（1）这几枚大头针相当于
接线柱(或导线)
。（2）用笔在图13-6-11中将②中确定的断点区域的电热丝描出来（将虚线画成实线）。
图13-6-11
答案
12.（1）接线柱(或导线)
（2）略(提示：断点区域的电热丝在 ed 之间，因为$U_{ed}=3\ \mathrm{V}$，和其他三处均与电源电压相同，而$U_{ae}=0\ \mathrm{V}$，说明 e、d 分别与电源相通，ed 之间断开)
（2）略(提示：断点区域的电热丝在 ed 之间，因为$U_{ed}=3\ \mathrm{V}$，和其他三处均与电源电压相同，而$U_{ae}=0\ \mathrm{V}$，说明 e、d 分别与电源相通，ed 之间断开)
解析
【分析】
要解决该问题，需利用电压表判断电路断路故障的原理：当电压表测得两点间电压等于电源电压时，说明这两点分别连接电源正负极，且两点间电路为断路；若电压表示数为0，说明两点在同一连通电路部分（无断路）。已知电源电压为3V，结合各点间电压测量结果逐步推导：①$U_{ab}=3\ \mathrm{V}$，说明a、b分别在电源两极，ab间电路通；②$U_{ac}=3\ \mathrm{V}$，说明a、c分别在电源两极，ac间电路通；③$U_{ad}=3\ \mathrm{V}$，说明a、d分别在电源两极，ad间电路通；④$U_{ae}=0\ \mathrm{V}$，说明a、e在同一连通部分（ae间无断路）；⑤$U_{ed}=3\ \mathrm{V}$，说明e、d分别在电源两极，结合a到e、a到d均连通，可确定断点在ed之间。大头针用于引出电热丝上的点，方便测量电压，相当于接线柱。
【解析】
（1）大头针与电热丝接触，将电热丝上的点引出，便于测量各点间电压，因此相当于接线柱（或导线）。
（2）根据电压测量结果：$U_{ae}=0\ \mathrm{V}$说明a、e连通，$U_{ad}=3\ \mathrm{V}$说明a、d连通，$U_{ed}=3\ \mathrm{V}$说明e、d分别在电源两极，故断点在ed之间，需将图中e和d之间的虚线描为实线。
【答案】
（1）接线柱(或导线)；（2）将图中e、d之间的虚线描为实线。
【知识点】
电路断路故障分析，电压表的使用
【点评】
本题通过电压表检测电热毯的断路位置，考查学生对电路断路故障的分析能力，核心是理解电压表判断断路的原理，需结合电压表示数与电源电压的关系推导断点，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决该问题，需利用电压表判断电路断路故障的原理：当电压表测得两点间电压等于电源电压时，说明这两点分别连接电源正负极，且两点间电路为断路；若电压表示数为0，说明两点在同一连通电路部分（无断路）。已知电源电压为3V，结合各点间电压测量结果逐步推导：①$U_{ab}=3\ \mathrm{V}$，说明a、b分别在电源两极，ab间电路通；②$U_{ac}=3\ \mathrm{V}$，说明a、c分别在电源两极，ac间电路通；③$U_{ad}=3\ \mathrm{V}$，说明a、d分别在电源两极，ad间电路通；④$U_{ae}=0\ \mathrm{V}$，说明a、e在同一连通部分（ae间无断路）；⑤$U_{ed}=3\ \mathrm{V}$，说明e、d分别在电源两极，结合a到e、a到d均连通，可确定断点在ed之间。大头针用于引出电热丝上的点，方便测量电压，相当于接线柱。
【解析】
（1）大头针与电热丝接触，将电热丝上的点引出，便于测量各点间电压，因此相当于接线柱（或导线）。
（2）根据电压测量结果：$U_{ae}=0\ \mathrm{V}$说明a、e连通，$U_{ad}=3\ \mathrm{V}$说明a、d连通，$U_{ed}=3\ \mathrm{V}$说明e、d分别在电源两极，故断点在ed之间，需将图中e和d之间的虚线描为实线。
【答案】
（1）接线柱(或导线)；（2）将图中e、d之间的虚线描为实线。
【知识点】
电路断路故障分析，电压表的使用
【点评】
本题通过电压表检测电热毯的断路位置，考查学生对电路断路故障的分析能力，核心是理解电压表判断断路的原理，需结合电压表示数与电源电压的关系推导断点，难度适中。
【难度系数】
0.5
13. 在电学实验中，经常会遇到电路故障的问题，请自制一个电路故障检测仪，用于电学实验的故障排除。
答案
解：
1. 制作器材：1节电压为1.5V的干电池、1只额定电压为1.5V的小灯泡、3根导线。
2. 组装方法：用导线将干电池的正极连接小灯泡的一个接线柱，小灯泡的另一接线柱引出第一根检测探头，干电池的负极引出第二根检测探头，两个探头相互绝缘，简易电路故障检测仪组装完成。
3. 使用原理与方法（结合串联电路电压特点）：
① 检测前先断开待测电路的外接电源。
② 排查断路故障：将两个检测探头依次接触待测电路中各段元件、导线的两端：
若检测仪的小灯泡发光，说明当前被测段存在断路：此时检测仪内部的干电池、小灯泡与被测段的断点形成串联回路，根据串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，干电池的1.5V电压全部加在小灯泡两端，小灯泡正常发光，证明断点位于该被测段。
若检测仪的小灯泡不发光，说明当前被测段为通路，故障不在该段。
③ 排查短路故障：将检测仪的两个探头接在待测电路原电源的两个接线端：
若检测仪的小灯泡正常发光，说明待测电路存在短路故障：此时检测仪的干电池、小灯泡通过短路的待测电路形成串联闭合回路，小灯泡获得1.5V额定电压正常发光。
若检测仪小灯泡不发光，说明待测电路整体存在断路故障。
答：该故障检测仪利用串联电路电压的特点制作，可快速排查电学实验中的断路、短路故障，满足实验故障排除的使用需求。
1. 制作器材：1节电压为1.5V的干电池、1只额定电压为1.5V的小灯泡、3根导线。
2. 组装方法：用导线将干电池的正极连接小灯泡的一个接线柱，小灯泡的另一接线柱引出第一根检测探头，干电池的负极引出第二根检测探头，两个探头相互绝缘，简易电路故障检测仪组装完成。
3. 使用原理与方法（结合串联电路电压特点）：
① 检测前先断开待测电路的外接电源。
② 排查断路故障：将两个检测探头依次接触待测电路中各段元件、导线的两端：
若检测仪的小灯泡发光，说明当前被测段存在断路：此时检测仪内部的干电池、小灯泡与被测段的断点形成串联回路，根据串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，干电池的1.5V电压全部加在小灯泡两端，小灯泡正常发光，证明断点位于该被测段。
若检测仪的小灯泡不发光，说明当前被测段为通路，故障不在该段。
③ 排查短路故障：将检测仪的两个探头接在待测电路原电源的两个接线端：
若检测仪的小灯泡正常发光，说明待测电路存在短路故障：此时检测仪的干电池、小灯泡通过短路的待测电路形成串联闭合回路，小灯泡获得1.5V额定电压正常发光。
若检测仪小灯泡不发光，说明待测电路整体存在断路故障。
答：该故障检测仪利用串联电路电压的特点制作，可快速排查电学实验中的断路、短路故障，满足实验故障排除的使用需求。
解析
【分析】
要自制电路故障检测仪排查电学实验的断路、短路故障，需结合串联电路电压特点设计。首先选择额定电压匹配的干电池和小灯泡作为核心元件，组装成简易检测装置；使用时先断开待测电路电源，再针对不同故障类型，通过检测仪小灯泡的发光情况，结合串联电路电压规律判断故障位置：断路时被测段断开，检测仪内部形成串联回路，小灯泡发光；通路时小灯泡不发光；短路时接待测电源两端，小灯泡发光，断路时小灯泡不发光。
【解析】
1. 制作器材：1节1.5V干电池、1只额定电压1.5V的小灯泡、3根导线。
2. 组装方法：用导线将干电池正极连小灯泡一个接线柱，小灯泡另一接线柱引出第一根检测探头，干电池负极引出第二根检测探头，两探头相互绝缘，简易检测仪组装完成。
3. 使用原理与方法（结合串联电路电压特点）：
① 检测前断开待测电路外接电源；
② 排查断路故障：将两探头依次接触待测电路各段元件、导线两端，若检测仪小灯泡发光，说明被测段断路（此时检测仪内部干电池、小灯泡与断点形成串联回路，干电池1.5V电压全部加在小灯泡两端，灯正常发光）；若灯不发光，说明被测段通路，故障不在该段；
③ 排查短路故障：将检测仪两探头接待测电路原电源两端，若检测仪小灯泡正常发光，说明待测电路存在短路（此时检测仪干电池、小灯泡通过短路电路形成闭合回路，灯获1.5V额定电压）；若灯不发光，说明待测电路整体断路。
【答案】
解：
1. 制作器材：1节电压为1.5V的干电池、1只额定电压为1.5V的小灯泡、3根导线。
2. 组装方法：用导线将干电池的正极连接小灯泡的一个接线柱，小灯泡的另一接线柱引出第一根检测探头，干电池的负极引出第二根检测探头，两个探头相互绝缘，简易电路故障检测仪组装完成。
3. 使用原理与方法（结合串联电路电压特点）：
① 检测前先断开待测电路的外接电源。
② 排查断路故障：将两个检测探头依次接触待测电路中各段元件、导线的两端：
若检测仪的小灯泡发光，说明当前被测段存在断路：此时检测仪内部的干电池、小灯泡与被测段的断点形成串联回路，根据串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，干电池的1.5V电压全部加在小灯泡两端，小灯泡正常发光，证明断点位于该被测段。
若检测仪的小灯泡不发光，说明当前被测段为通路，故障不在该段。
③ 排查短路故障：将检测仪的两个探头接在待测电路原电源的两个接线端：
若检测仪的小灯泡正常发光，说明待测电路存在短路故障：此时检测仪的干电池、小灯泡通过短路的待测电路形成串联闭合回路，小灯泡获得1.5V额定电压正常发光。
若检测仪小灯泡不发光，说明待测电路整体存在断路故障。
答：该故障检测仪利用串联电路电压的特点制作，可快速排查电学实验中的断路、短路故障，满足实验故障排除的使用需求。
【知识点】
串联电路电压特点、电路故障分析
【点评】
本题为电学实践操作题，结合串联电路电压规律解决实验故障排查问题，既考查了学生对电学核心知识点的理解，又培养了知识应用与动手实践能力，是电学实验的重要拓展内容。
【难度系数】
0.6
要自制电路故障检测仪排查电学实验的断路、短路故障，需结合串联电路电压特点设计。首先选择额定电压匹配的干电池和小灯泡作为核心元件，组装成简易检测装置；使用时先断开待测电路电源，再针对不同故障类型，通过检测仪小灯泡的发光情况，结合串联电路电压规律判断故障位置：断路时被测段断开，检测仪内部形成串联回路，小灯泡发光；通路时小灯泡不发光；短路时接待测电源两端，小灯泡发光，断路时小灯泡不发光。
【解析】
1. 制作器材：1节1.5V干电池、1只额定电压1.5V的小灯泡、3根导线。
2. 组装方法：用导线将干电池正极连小灯泡一个接线柱，小灯泡另一接线柱引出第一根检测探头，干电池负极引出第二根检测探头，两探头相互绝缘，简易检测仪组装完成。
3. 使用原理与方法（结合串联电路电压特点）：
① 检测前断开待测电路外接电源；
② 排查断路故障：将两探头依次接触待测电路各段元件、导线两端，若检测仪小灯泡发光，说明被测段断路（此时检测仪内部干电池、小灯泡与断点形成串联回路，干电池1.5V电压全部加在小灯泡两端，灯正常发光）；若灯不发光，说明被测段通路，故障不在该段；
③ 排查短路故障：将检测仪两探头接待测电路原电源两端，若检测仪小灯泡正常发光，说明待测电路存在短路（此时检测仪干电池、小灯泡通过短路电路形成闭合回路，灯获1.5V额定电压）；若灯不发光，说明待测电路整体断路。
【答案】
解：
1. 制作器材：1节电压为1.5V的干电池、1只额定电压为1.5V的小灯泡、3根导线。
2. 组装方法：用导线将干电池的正极连接小灯泡的一个接线柱，小灯泡的另一接线柱引出第一根检测探头，干电池的负极引出第二根检测探头，两个探头相互绝缘，简易电路故障检测仪组装完成。
3. 使用原理与方法（结合串联电路电压特点）：
① 检测前先断开待测电路的外接电源。
② 排查断路故障：将两个检测探头依次接触待测电路中各段元件、导线的两端：
若检测仪的小灯泡发光，说明当前被测段存在断路：此时检测仪内部的干电池、小灯泡与被测段的断点形成串联回路，根据串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，干电池的1.5V电压全部加在小灯泡两端，小灯泡正常发光，证明断点位于该被测段。
若检测仪的小灯泡不发光，说明当前被测段为通路，故障不在该段。
③ 排查短路故障：将检测仪的两个探头接在待测电路原电源的两个接线端：
若检测仪的小灯泡正常发光，说明待测电路存在短路故障：此时检测仪的干电池、小灯泡通过短路的待测电路形成串联闭合回路，小灯泡获得1.5V额定电压正常发光。
若检测仪小灯泡不发光，说明待测电路整体存在断路故障。
答：该故障检测仪利用串联电路电压的特点制作，可快速排查电学实验中的断路、短路故障，满足实验故障排除的使用需求。
【知识点】
串联电路电压特点、电路故障分析
【点评】
本题为电学实践操作题，结合串联电路电压规律解决实验故障排查问题，既考查了学生对电学核心知识点的理解，又培养了知识应用与动手实践能力，是电学实验的重要拓展内容。
【难度系数】
0.6
