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$\mathrm{L}_1$断路
B.灯$\mathrm{L}_2$断路
C.灯$\mathrm{L}_1$短路
D.灯$\mathrm{L}_2$短路

14. A

【分析】首先，闭合开关后两灯均不亮，说明电路发生断路故障（若为短路，至少一个灯泡会发光，可先排除短路类选项）。接下来结合电压表的测量结果推导：电源电压为4.5V，测得ad、ac、ab两端电压均为4.5V，说明这三段电路都能连通电源两极，即a到电源负极、d到电源正极是通路；a到电源负极、c到电源正极是通路；a到电源负极、b到电源正极是通路，因此断路位置在ab之间，对应灯L₁断路。
【解析】该电路为L₁与L₂的串联电路，闭合开关两灯均不亮，说明电路断路（短路时至少一灯发光，排除C、D选项）。电压表测ad两端电压为4.5V，等于电源电压，说明电源正常，且a到电源负极、d到电源正极通路；测ac两端电压为4.5V，说明a到电源负极、c到电源正极通路；测ab两端电压为4.5V，说明a到电源负极、b到电源正极通路，因此断路发生在ab段，即灯L₁断路，对应选项A。
【答案】A
【知识点】电路故障分析、串联电路特点、电压表的使用
【点评】本题考查串联电路中断路故障的判断，核心方法是利用电压表检测：当电压表有示数且等于电源电压时，说明电压表两端到电源两极通路，故障位于电压表所接两点之间，需结合串联电路的通路特点分析。
【难度系数】0.5

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。

15.（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

【分析】
本题围绕“串联电路中电压的特点”实验展开，解题思路如下：
1. 电路连接：需明确电压表要并联在被测电路两端，且电流从正接线柱流入、负接线柱流出，据此完成电路连接；
2. 实验器材选择：为避免实验结论的偶然性，需选用不同规格的小灯泡，至少需要2只；
3. 电表使用前准备：连接电路前，若电压表指针未指在零刻度线，需先对指针调零；
4. 电压表接线规则：电压表使用时正负接线柱不能接反，改接测量点时需注意极性，否则无法正确测量；
5. 实验结论与普遍性：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，为得出普遍规律，需换用不同规格器材多次实验，避免偶然性。
【解析】
（1）连接电路时，将电压表并联在被测电路两端，确保电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出，完成电路连接（对应参考答案的图）；
（2）实验中为得出普遍规律，需选用不同规格的小灯泡，因此至少需要2只规格不同的小灯泡；
（3）连接电路前，电压表指针未指在零刻度线，需对电压表指针进行调零操作；
（4）测量BC间电压时，保持B点不变，将A点改接到C点，会导致电压表正负接线柱接反，无法正确测量，因此该方法不可行；
（5）根据串联电路电压规律，总电压等于各部分电压之和，即$U_{AC}=U_{AB}+U_{BC}$；为寻找普遍规律，需换用规格不同的灯泡多次实验，避免偶然性。
【答案】
（1） （2）两；不同 （3）对电压表指针调零 （4）不可行 （5）$U_{AC}=U_{AB}+U_{BC}$；换用规格不同的灯泡多次实验
【知识点】
串联电路电压规律；电压表的使用；实验探究方法
【点评】
本题是电学基础实验题，考查串联电路电压实验的核心知识点，注重实验操作规范性和规律理解，是中考常考题型，能有效检验学生对电学实验的掌握程度。
【难度系数】
0.6

16. 如图所示，电源电压保持不变。当开关$\mathrm{S}_1$断开，$\mathrm{S}_2$、$\mathrm{S}_3$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$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开，$\mathrm{S}_2$闭合时，电压表示数为5 V，则灯$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$两端的电压各为多少伏？
（3）当开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$闭合，$\mathrm{S}_2$断开时，电流表$\mathrm{A}$和$\mathrm{A}_1$的示数分别为0.8 A和0.5 A，则通过灯$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$的电流各为多少安？

16.（1）当S₂、S₃闭合,S₁断开时,灯L₁短路,电路中只有L₂,电压表示数为7.5 V,即电源电压为7.5 V （2）当S₁、S₃断开,S₂闭合时,两灯泡串联,电压表测L₂两端的电压，此时电压表示数为5 V,则U₂=5 V,L₁两端的电压U₁=U−U₂=7.5 V−5 V=2.5 V （3）当S₁、S₃闭合,S₂断开时,两灯泡并联,电流表A测总电流,电流表A₁测通过L₁的电流;通过L₁的电流I₁=0.5 A,通过L₂的电流I₂=I−I₁=0.8 A−0.5 A=0.3 A

【分析】
要解决本题，需先根据开关的通断情况判断电路的连接方式，明确电压表、电流表的测量对象，再结合串并联电路的电压、电流规律计算：
（1）分析$\mathrm{S}_1$断开、$\mathrm{S}_2$和$\mathrm{S}_3$闭合时的电路：此时$\mathrm{L}_1$被短路，仅$\mathrm{L}_2$接入电路，电压表测$\mathrm{L}_2$两端电压，等于电源电压；
（2）分析$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开、$\mathrm{S}_2$闭合时的电路：此时$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电压表测$\mathrm{L}_2$两端电压，利用串联总电压等于各部分电压和计算$\mathrm{L}_1$的电压；
（3）分析$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$闭合、$\mathrm{S}_2$断开时的电路：此时$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$并联，电流表$\mathrm{A}$测干路总电流，$\mathrm{A}_1$测$\mathrm{L}_1$支路电流，利用并联干路电流等于各支路电流和计算$\mathrm{L}_2$的电流。
【解析】
（1）当开关$\mathrm{S}_1$断开，$\mathrm{S}_2$、$\mathrm{S}_3$闭合时，$\mathrm{L}_1$被短路，电路为$\mathrm{L}_2$的简单电路，电压表测$\mathrm{L}_2$两端电压，因此电源电压$U = U_{\mathrm{V}} = 7.5\ \mathrm{V}$；
（2）当开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开，$\mathrm{S}_2$闭合时，$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电压表测$\mathrm{L}_2$两端电压，即$U_2 = 5\ \mathrm{V}$。根据串联电路电压规律$U = U_1 + U_2$，可得$\mathrm{L}_1$两端电压$U_1 = U - U_2 = 7.5\ \mathrm{V} - 5\ \mathrm{V} = 2.5\ \mathrm{V}$；
（3）当开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$闭合，$\mathrm{S}_2$断开时，$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$并联，电流表$\mathrm{A}$测干路电流，$\mathrm{A}_1$测$\mathrm{L}_1$的电流，即$I_1 = 0.5\ \mathrm{A}$。根据并联电路电流规律$I = I_1 + I_2$，可得通过$\mathrm{L}_2$的电流$I_2 = I - I_1 = 0.8\ \mathrm{A} - 0.5\ \mathrm{A} = 0.3\ \mathrm{A}$。
【答案】
（1）电源电压为7.5 V；（2）灯$\mathrm{L}_1$两端电压为2.5 V，灯$\mathrm{L}_2$两端电压为5 V；（3）通过灯$\mathrm{L}_1$的电流为0.5 A，通过灯$\mathrm{L}_2$的电流为0.3 A。
【知识点】
串联电路电压规律、并联电路电流规律、电路连接方式判断
【点评】
本题结合开关通断考查串并联电路的判断及电压、电流规律的应用，核心是明确不同开关状态下的电路结构和电表测量对象，属于基础电路分析题，难度适中。
【难度系数】
0.6