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14. (2023·烟台)在电学实验中,遇到电路故障时常用电压表来检测。如图所示,电源电压恒为4.5 V,闭合开关后两灯均不亮,用电压表先后测得ad、ac和ab两端的电压均为4.5 V,则故障可能是 (
A.灯$L_{1}$断路
B.灯$L_{2}$断路
C.灯$L_{1}$短路
D.灯$L_{2}$短路
A
)A.灯$L_{1}$断路
B.灯$L_{2}$断路
C.灯$L_{1}$短路
D.灯$L_{2}$短路
答案
$ A $
解析
解：闭合开关后两灯均不亮，说明电路存在断路故障。
用电压表测ad两端电压为4.5V，说明电源正常。
测ac两端电压为4.5V，说明a到电源正极、c到电源负极通路。
测ab两端电压为4.5V，说明a到电源正极、b到电源负极通路，即故障在b到c之间，灯L₂断路。
答案：B
用电压表测ad两端电压为4.5V，说明电源正常。
测ac两端电压为4.5V，说明a到电源正极、c到电源负极通路。
测ab两端电压为4.5V，说明a到电源正极、b到电源负极通路，即故障在b到c之间，灯L₂断路。
答案：B
15. 小明选用两节新干电池、小灯泡、电压表、开关、导线若干,用图甲的电路来探究“串联电路中电压的特点”。
(1) 按照图甲电路,在图乙中用笔画线替代导线将电路连接完整。
(2) 为了完成本实验至少需要______只规格______(相同/不同)的小灯泡。
(3) 连接电路前,电压表指针如图丙所示,接下来的操作是______。
(4) 在测量BC间电压时,保持B点不变,只将A点改接到C点,这种方法是______(可行/不可行)的。
(5) 用电压表分别测出AB、BC、AC两点间的电压为$U_{AB}$、$U_{BC}$、$U_{AC}$并记录在表格中,由表中数据可以得到的关系是______；为了寻找串联电路电压的普遍规律,还需要______。
(1) 按照图甲电路,在图乙中用笔画线替代导线将电路连接完整。
(2) 为了完成本实验至少需要______只规格______(相同/不同)的小灯泡。
(3) 连接电路前,电压表指针如图丙所示,接下来的操作是______。
(4) 在测量BC间电压时,保持B点不变,只将A点改接到C点,这种方法是______(可行/不可行)的。
(5) 用电压表分别测出AB、BC、AC两点间的电压为$U_{AB}$、$U_{BC}$、$U_{AC}$并记录在表格中,由表中数据可以得到的关系是______；为了寻找串联电路电压的普遍规律,还需要______。
答案
(1) 如图所示
(2) 两 不同
(3) 对电压表指针调零
(4) 不可行
(5) 串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和 换用规格不同的灯泡多次实验
16. 如图所示,电源电压保持不变。当开关$S_{1}$断开,$S_{2}$、$S_{3}$闭合时,电压表示数为7.5 V。
(1) 电源电压为多少? (简要说明理由)
(2) 当开关$S_{1}$、$S_{3}$断开,$S_{2}$闭合时,电压表示数为5 V,则灯$L_{1}$、$L_{2}$两端的电压各为多少伏?
(3) 当开关$S_{1}$、$S_{3}$闭合,$S_{2}$断开时,电流表A和$A_{1}$的示数分别为0.8 A和0.5 A,则通过灯$L_{1}$、$L_{2}$的电流各为多少安?
(1) 电源电压为多少? (简要说明理由)
(2) 当开关$S_{1}$、$S_{3}$断开,$S_{2}$闭合时,电压表示数为5 V,则灯$L_{1}$、$L_{2}$两端的电压各为多少伏?
(3) 当开关$S_{1}$、$S_{3}$闭合,$S_{2}$断开时,电流表A和$A_{1}$的示数分别为0.8 A和0.5 A,则通过灯$L_{1}$、$L_{2}$的电流各为多少安?
答案
(1) 当 $ S_{2} $、$ S_{3} $ 闭合，$ S_{1} $ 断开时，灯 $ L_{1} $ 短路，电路中只有 $ L_{2} $，电压表示数为 $ 7.5V $，即电源电压为 $ 7.5V $ (2) 当 $ S_{1} $、$ S_{3} $ 断开，$ S_{2} $ 闭合时，两灯泡串联，电压表测 $ L_{2} $ 两端的电压，此时电压表示数为 $ 5V $，则 $ U_{2}=5V $，$ L_{1} $ 两端的电压 $ U_{1}=U - U_{2}=7.5V - 5V=2.5V $ (3) 当 $ S_{1} $、$ S_{3} $ 闭合，$ S_{2} $ 断开时，两灯泡并联，电流表 $ A $ 测总电流，电流表 $ A_{1} $ 测通过 $ L_{1} $ 的电流；通过 $ L_{1} $ 的电流 $ I_{1}=0.5A $，通过 $ L_{2} $ 的电流 $ I_{2}=I - I_{1}=0.8A - 0.5A=0.3A $
解析
(1) 当开关$S_{1}$断开，$S_{2}$、$S_{3}$闭合时，灯$L_{1}$被短路，电路为$L_{2}$的简单电路，电压表测电源电压，故电源电压$U=7.5\,\text{V}$。
(2) 当开关$S_{1}$、$S_{3}$断开，$S_{2}$闭合时，$L_{1}$与$L_{2}$串联，电压表测$L_{2}$两端电压。由电压表示数知$U_{2}=5\,\text{V}$，根据串联电路电压规律$U=U_{1}+U_{2}$，得$U_{1}=U - U_{2}=7.5\,\text{V}-5\,\text{V}=2.5\,\text{V}$。故$L_{1}$两端电压为$2.5\,\text{V}$，$L_{2}$两端电压为$5\,\text{V}$。
(3) 当开关$S_{1}$、$S_{3}$闭合，$S_{2}$断开时，$L_{1}$与$L_{2}$并联，电流表$A$测干路电流，$A_{1}$测$L_{1}$支路电流。由$A_{1}$示数知$I_{1}=0.5\,\text{A}$，根据并联电路电流规律$I=I_{1}+I_{2}$，得$I_{2}=I - I_{1}=0.8\,\text{A}-0.5\,\text{A}=0.3\,\text{A}$。故通过$L_{1}$的电流为$0.5\,\text{A}$，通过$L_{2}$的电流为$0.3\,\text{A}$。
(2) 当开关$S_{1}$、$S_{3}$断开，$S_{2}$闭合时，$L_{1}$与$L_{2}$串联，电压表测$L_{2}$两端电压。由电压表示数知$U_{2}=5\,\text{V}$，根据串联电路电压规律$U=U_{1}+U_{2}$，得$U_{1}=U - U_{2}=7.5\,\text{V}-5\,\text{V}=2.5\,\text{V}$。故$L_{1}$两端电压为$2.5\,\text{V}$，$L_{2}$两端电压为$5\,\text{V}$。
(3) 当开关$S_{1}$、$S_{3}$闭合，$S_{2}$断开时，$L_{1}$与$L_{2}$并联，电流表$A$测干路电流，$A_{1}$测$L_{1}$支路电流。由$A_{1}$示数知$I_{1}=0.5\,\text{A}$，根据并联电路电流规律$I=I_{1}+I_{2}$，得$I_{2}=I - I_{1}=0.8\,\text{A}-0.5\,\text{A}=0.3\,\text{A}$。故通过$L_{1}$的电流为$0.5\,\text{A}$，通过$L_{2}$的电流为$0.3\,\text{A}$。
