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15. 在“用电流表测电流”的实验中，小明连接的电路如图(a)所示。
（1）闭合开关，观察到灯泡$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$的发光情况是。
（2）针对上述现象，该电路存在的问题是。
（3）请在原图上只改动一根导线，使两只电流表分别测量干路和支路的电流。（要求：在需要改动的导线上画“×”，用笔将改动后的导线画出，导线不允许交叉）
（4）在图(b)虚线框中画出改正后的电路图。
（1）闭合开关，观察到灯泡$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$的发光情况是。
（2）针对上述现象，该电路存在的问题是。
（3）请在原图上只改动一根导线，使两只电流表分别测量干路和支路的电流。（要求：在需要改动的导线上画“×”，用笔将改动后的导线画出，导线不允许交叉）
（4）在图(b)虚线框中画出改正后的电路图。
答案
解：
(1) $\mathrm{L}_1$不发光，$\mathrm{L}_2$发光
(2) 电流表$\mathrm{A}_2$并联在灯泡$\mathrm{L}_1$两端，导致$\mathrm{L}_1$被短路
(3) 在图(a)中，将下方电流表（$\mathrm{A}_2$）标有“3”的接线柱与灯泡$\mathrm{L}_1$右接线柱相连的导线上画“×”，将该导线原本接$\mathrm{L}_1$右接线柱的一端改接到$\mathrm{L}_1$的左接线柱，改动后$\mathrm{A}_2$与$\mathrm{L}_1$串联，上方电流表$\mathrm{A}_1$串联在干路中，无交叉导线。
(4) 改正后的电路图绘制：
从电源正极出发，依次连接开关后电流分为两条支路：第一条支路仅经过灯泡$\mathrm{L}_2$，第二条支路依次经过灯泡$\mathrm{L}_1$、电流表$\mathrm{A}_2$；两条支路的电流汇合后，共同经过电流表$\mathrm{A}_1$，最终回到电源负极，得到两灯并联、一只电流表测干路电流、另一只电流表测$\mathrm{L}_1$支路电流的规范电路图。
(1) $\mathrm{L}_1$不发光，$\mathrm{L}_2$发光
(2) 电流表$\mathrm{A}_2$并联在灯泡$\mathrm{L}_1$两端，导致$\mathrm{L}_1$被短路
(3) 在图(a)中，将下方电流表（$\mathrm{A}_2$）标有“3”的接线柱与灯泡$\mathrm{L}_1$右接线柱相连的导线上画“×”，将该导线原本接$\mathrm{L}_1$右接线柱的一端改接到$\mathrm{L}_1$的左接线柱，改动后$\mathrm{A}_2$与$\mathrm{L}_1$串联，上方电流表$\mathrm{A}_1$串联在干路中，无交叉导线。
(4) 改正后的电路图绘制：
从电源正极出发，依次连接开关后电流分为两条支路：第一条支路仅经过灯泡$\mathrm{L}_2$，第二条支路依次经过灯泡$\mathrm{L}_1$、电流表$\mathrm{A}_2$；两条支路的电流汇合后，共同经过电流表$\mathrm{A}_1$，最终回到电源负极，得到两灯并联、一只电流表测干路电流、另一只电流表测$\mathrm{L}_1$支路电流的规范电路图。
解析
【分析】
先观察图(a)的实物电路，判断电流路径：电流从电源正极出发，经开关后，电流表$\mathrm{A}_2$并联在灯泡$\mathrm{L}_1$两端，导致$\mathrm{L}_1$被短路，电流不经过$\mathrm{L}_1$；而灯泡$\mathrm{L}_2$所在支路为通路，有电流通过，因此$\mathrm{L}_1$不发光，$\mathrm{L}_2$发光。要改正电路，需让两只电流表分别测量干路和支路电流，应使电流表$\mathrm{A}_2$与$\mathrm{L}_1$串联，仅改动一根导线即可实现。
【解析】
(1) 闭合开关后，电流表$\mathrm{A}_2$并联在$\mathrm{L}_1$两端，$\mathrm{L}_1$被短路，无电流通过，因此$\mathrm{L}_1$不发光；$\mathrm{L}_2$所在支路为通路，有电流通过，故$\mathrm{L}_2$发光。
(2) 电路存在的问题是：电流表$\mathrm{A}_2$并联在灯泡$\mathrm{L}_1$两端，造成$\mathrm{L}_1$被短路，无法正常工作。
(3) 改动导线：在图(a)中，将电流表$\mathrm{A}_2$标有“3”接线柱与灯泡$\mathrm{L}_1$右接线柱相连的导线上画“×”，将该导线原本接$\mathrm{L}_1$右接线柱的一端改接到$\mathrm{L}_1$的左接线柱，改动后$\mathrm{A}_2$与$\mathrm{L}_1$串联，$\mathrm{A}_1$串联在干路，导线不交叉。
(4) 改正后的电路图：从电源正极出发，依次连接开关后，电流分为两条支路：第一条支路仅经过灯泡$\mathrm{L}_2$，第二条支路依次经过灯泡$\mathrm{L}_1$、电流表$\mathrm{A}_2$；两条支路的电流汇合后，共同经过电流表$\mathrm{A}_1$，最终回到电源负极，形成两灯并联、$\mathrm{A}_1$测干路电流、$\mathrm{A}_2$测$\mathrm{L}_1$支路电流的规范电路。
【答案】
(1) $\mathrm{L}_1$不发光，$\mathrm{L}_2$发光
(2) 电流表$\mathrm{A}_2$并联在灯泡$\mathrm{L}_1$两端，导致$\mathrm{L}_1$被短路
(3) （改动导线：在$\mathrm{A}_2$“3”接线柱与$\mathrm{L}_1$右接线柱的导线上画“×”，改接至$\mathrm{L}_1$左接线柱）
(4) （电路图：两灯并联，$\mathrm{A}_1$在干路，$\mathrm{A}_2$与$\mathrm{L}_1$串联）
【知识点】
电流表使用、电路故障分析、并联电路
【点评】
本题考查实物电路的连接与故障改正，需掌握电流表应串联在电路中的规则，能分析短路故障，通过改动导线使电路符合测量要求，是电学实验的基础题型。
【难度系数】
0.5
先观察图(a)的实物电路，判断电流路径：电流从电源正极出发，经开关后，电流表$\mathrm{A}_2$并联在灯泡$\mathrm{L}_1$两端，导致$\mathrm{L}_1$被短路，电流不经过$\mathrm{L}_1$；而灯泡$\mathrm{L}_2$所在支路为通路，有电流通过，因此$\mathrm{L}_1$不发光，$\mathrm{L}_2$发光。要改正电路，需让两只电流表分别测量干路和支路电流，应使电流表$\mathrm{A}_2$与$\mathrm{L}_1$串联，仅改动一根导线即可实现。
【解析】
(1) 闭合开关后，电流表$\mathrm{A}_2$并联在$\mathrm{L}_1$两端，$\mathrm{L}_1$被短路，无电流通过，因此$\mathrm{L}_1$不发光；$\mathrm{L}_2$所在支路为通路，有电流通过，故$\mathrm{L}_2$发光。
(2) 电路存在的问题是：电流表$\mathrm{A}_2$并联在灯泡$\mathrm{L}_1$两端，造成$\mathrm{L}_1$被短路，无法正常工作。
(3) 改动导线：在图(a)中，将电流表$\mathrm{A}_2$标有“3”接线柱与灯泡$\mathrm{L}_1$右接线柱相连的导线上画“×”，将该导线原本接$\mathrm{L}_1$右接线柱的一端改接到$\mathrm{L}_1$的左接线柱，改动后$\mathrm{A}_2$与$\mathrm{L}_1$串联，$\mathrm{A}_1$串联在干路，导线不交叉。
(4) 改正后的电路图：从电源正极出发，依次连接开关后，电流分为两条支路：第一条支路仅经过灯泡$\mathrm{L}_2$，第二条支路依次经过灯泡$\mathrm{L}_1$、电流表$\mathrm{A}_2$；两条支路的电流汇合后，共同经过电流表$\mathrm{A}_1$，最终回到电源负极，形成两灯并联、$\mathrm{A}_1$测干路电流、$\mathrm{A}_2$测$\mathrm{L}_1$支路电流的规范电路。
【答案】
(1) $\mathrm{L}_1$不发光，$\mathrm{L}_2$发光
(2) 电流表$\mathrm{A}_2$并联在灯泡$\mathrm{L}_1$两端，导致$\mathrm{L}_1$被短路
(3) （改动导线：在$\mathrm{A}_2$“3”接线柱与$\mathrm{L}_1$右接线柱的导线上画“×”，改接至$\mathrm{L}_1$左接线柱）
(4) （电路图：两灯并联，$\mathrm{A}_1$在干路，$\mathrm{A}_2$与$\mathrm{L}_1$串联）
【知识点】
电流表使用、电路故障分析、并联电路
【点评】
本题考查实物电路的连接与故障改正，需掌握电流表应串联在电路中的规则，能分析短路故障，通过改动导线使电路符合测量要求，是电学实验的基础题型。
【难度系数】
0.5
1. 1780年，意大利生理学家伽伐尼在解剖青蛙时偶然发现，解剖刀触及青蛙的股神经时，蛙腿会猛烈痉挛。后来，物理学家伏打针对这一现象发明了最早的电池，人们把他发明的电池叫作。由此，开启了人类研究电池、使用电池的时代。
答案
解：伏打电堆
解析
【分析】本题考查物理学史中的电池发明相关常识，解题时需准确回忆伏打针对伽伐尼发现的蛙腿痉挛现象所发明的最早电池的名称，属于识记类题目，直接对应填空即可。
【解析】根据物理学史记载，伏打在研究伽伐尼发现的蛙腿痉挛现象后，发明了最早的化学电池，这种电池被命名为伏打电堆，因此题干中应填写“伏打电堆”。
【答案】伏打电堆
【知识点】物理学史常识
【点评】本题为基础识记类题目，考查学生对早期电池发明相关物理学史的掌握情况，难度较低，准确识记相关知识即可作答。
【难度系数】0.8
【解析】根据物理学史记载，伏打在研究伽伐尼发现的蛙腿痉挛现象后，发明了最早的化学电池，这种电池被命名为伏打电堆，因此题干中应填写“伏打电堆”。
【答案】伏打电堆
【知识点】物理学史常识
【点评】本题为基础识记类题目，考查学生对早期电池发明相关物理学史的掌握情况，难度较低，准确识记相关知识即可作答。
【难度系数】0.8
2. 取一个橙子，把铜片、铁片插入其中，这样就制成了一个水果电池。如图所示，用电压表可以测量其电压。下列说法中正确的是 （）
A.铁片是水果电池的正极
B.两个相同水果电池串联后可提供更高电压
C.该水果电池的电压是 3 V
D.水果电池将内能转化为电能
A.铁片是水果电池的正极
B.两个相同水果电池串联后可提供更高电压
C.该水果电池的电压是 3 V
D.水果电池将内能转化为电能
答案
B
解析
【分析】
要解决这道题，需结合水果电池的特性、电压表的使用与读数、串联电池的电压规律、能量转化等知识，逐一分析选项：
1. 判断水果电池正负极：电压表需满足“正进负出”（电流从正接线柱流入、负接线柱流出），指针才会正向偏转，据此结合接线柱连接情况判断正负极；
2. 串联电池的电压规律：串联电池组总电压等于各电池电压之和，据此分析串联后的电压变化；
3. 电压表读数：先确定量程，再根据分度值读取指针示数，判断电压大小；
4. 能量转化：明确水果电池工作时消耗和产生的能量，判断转化类型。
【解析】
A选项：电压表正接线柱接铜片，负接线柱接铁片，根据电压表“正进负出”的规则，电流从铜片流出，因此铜片是水果电池的正极，铁片是负极，A错误。
B选项：串联电池组的总电压等于各串联电池电压之和，所以两个相同水果电池串联后，总电压等于单个电池电压的2倍，可提供更高电压，B正确。
C选项：电压表选用0~3V量程，该量程分度值为0.1V，指针指向0.6V处，因此水果电池电压为0.6V，不是3V，C错误。
D选项：水果电池工作时，消耗化学能产生电能，是将化学能转化为电能，而非内能转化为电能，D错误。
【答案】
B
【知识点】
水果电池、电压表读数、串联电池电压、能量转化
【点评】
本题考查水果电池相关基础知识点，涵盖正负极判断、电压表读数、串联电池特点及能量转化，需掌握电压表使用规则和电池相关规律，属于初中物理基础题。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需结合水果电池的特性、电压表的使用与读数、串联电池的电压规律、能量转化等知识，逐一分析选项：
1. 判断水果电池正负极：电压表需满足“正进负出”（电流从正接线柱流入、负接线柱流出），指针才会正向偏转，据此结合接线柱连接情况判断正负极；
2. 串联电池的电压规律：串联电池组总电压等于各电池电压之和，据此分析串联后的电压变化；
3. 电压表读数：先确定量程，再根据分度值读取指针示数，判断电压大小；
4. 能量转化：明确水果电池工作时消耗和产生的能量，判断转化类型。
【解析】
A选项：电压表正接线柱接铜片，负接线柱接铁片，根据电压表“正进负出”的规则，电流从铜片流出，因此铜片是水果电池的正极，铁片是负极，A错误。
B选项：串联电池组的总电压等于各串联电池电压之和，所以两个相同水果电池串联后，总电压等于单个电池电压的2倍，可提供更高电压，B正确。
C选项：电压表选用0~3V量程，该量程分度值为0.1V，指针指向0.6V处，因此水果电池电压为0.6V，不是3V，C错误。
D选项：水果电池工作时，消耗化学能产生电能，是将化学能转化为电能，而非内能转化为电能，D错误。
【答案】
B
【知识点】
水果电池、电压表读数、串联电池电压、能量转化
【点评】
本题考查水果电池相关基础知识点，涵盖正负极判断、电压表读数、串联电池特点及能量转化，需掌握电压表使用规则和电池相关规律，属于初中物理基础题。
【难度系数】
0.7
3. 如图所示，在“探究水果电池电压与哪些因素有关”实验中，小华作出如下猜想。
猜想一：水果电池电压与水果种类有关。
猜想二：水果电池电压与两电极间距离有关。
猜想三：水果电池电压与两电极插入水果的深度有关。
（1）为了验证上述猜想是否正确，小华设计了如下准备实验和记录的表格（表1）。
表1
a. 为验证猜想一，应做编号为的实验；b. 为验证猜想二，应做编号为的实验。
（2）实验中观察电压表指针的偏转情况正常，该电池的片是它的正极。
（3）小华又提出猜想四：水果电池电压大小与水果大小有关。她将苹果依次切去一部分来做实验，数据记录如表2所示。
表2
该实验说明。
猜想一：水果电池电压与水果种类有关。
猜想二：水果电池电压与两电极间距离有关。
猜想三：水果电池电压与两电极插入水果的深度有关。
（1）为了验证上述猜想是否正确，小华设计了如下准备实验和记录的表格（表1）。
表1
a. 为验证猜想一，应做编号为的实验；b. 为验证猜想二，应做编号为的实验。
（2）实验中观察电压表指针的偏转情况正常，该电池的片是它的正极。
（3）小华又提出猜想四：水果电池电压大小与水果大小有关。她将苹果依次切去一部分来做实验，数据记录如表2所示。
表2
该实验说明。
答案
解：
（1）a. 验证猜想一，需控制电极插入深度、两电极间距离相同，仅改变水果种类，符合条件的实验编号为②⑤；
b. 验证猜想二，需控制水果种类、电极插入深度相同，仅改变两电极间距离，符合条件的实验编号为④⑤；
（2）电压表指针正向偏转，说明电流从电压表正接线柱流入，与正接线柱相连的铜片是该电池的正极；
（3）由表2数据可知，改变苹果大小时，测得的电压始终保持0.27V不变，说明水果电池电压大小与水果大小无关。
（1）a. 验证猜想一，需控制电极插入深度、两电极间距离相同，仅改变水果种类，符合条件的实验编号为②⑤；
b. 验证猜想二，需控制水果种类、电极插入深度相同，仅改变两电极间距离，符合条件的实验编号为④⑤；
（2）电压表指针正向偏转，说明电流从电压表正接线柱流入，与正接线柱相连的铜片是该电池的正极；
（3）由表2数据可知，改变苹果大小时，测得的电压始终保持0.27V不变，说明水果电池电压大小与水果大小无关。
解析
【分析】这道题是探究水果电池电压影响因素的实验题，需运用控制变量法分析。对于猜想验证，要明确控制不变的量和改变的量：验证猜想一（与水果种类有关），需保持电极插入深度、两电极间距相同，仅改变水果种类；验证猜想二（与两电极间距有关），需保持水果种类、电极插入深度相同，仅改变两电极间距。判断电池正负极时，电压表指针正向偏转，说明电流从电压表正接线柱流入，与正接线柱相连的电极为正极。分析表2数据时，需明确实验变量是水果大小，观察电压是否变化，得出结论。
【解析】（1）a. 验证猜想一，根据控制变量法，需控制电极插入深度、两电极间距离相同，仅改变水果种类，符合条件的实验编号为②⑤；b. 验证猜想二，需控制水果种类、电极插入深度相同，仅改变两电极间距离，符合条件的实验编号为④⑤；（2）电压表指针正向偏转，说明电流从电压表正接线柱流入，因此与电压表正接线柱相连的铜片是水果电池的正极；（3）分析表2数据，改变苹果大小（水果大小）时，测得的水果电池电压始终不变，说明水果电池电压大小与水果大小无关。
【答案】（1）a. ②⑤；b. ④⑤；（2）铜；（3）水果电池电压大小与水果大小无关
【知识点】控制变量法、电压表的使用、探究影响电压的因素
【点评】本题以探究水果电池电压影响因素为载体，重点考查控制变量法的应用和电压表的使用，是初中物理实验探究的基础题型，要求学生掌握控制变量法的核心思想，即每次只改变一个研究变量，控制其他变量不变，难度适中，适合初中学生练习
【难度系数】0.6
【解析】（1）a. 验证猜想一，根据控制变量法，需控制电极插入深度、两电极间距离相同，仅改变水果种类，符合条件的实验编号为②⑤；b. 验证猜想二，需控制水果种类、电极插入深度相同，仅改变两电极间距离，符合条件的实验编号为④⑤；（2）电压表指针正向偏转，说明电流从电压表正接线柱流入，因此与电压表正接线柱相连的铜片是水果电池的正极；（3）分析表2数据，改变苹果大小（水果大小）时，测得的水果电池电压始终不变，说明水果电池电压大小与水果大小无关。
【答案】（1）a. ②⑤；b. ④⑤；（2）铜；（3）水果电池电压大小与水果大小无关
【知识点】控制变量法、电压表的使用、探究影响电压的因素
【点评】本题以探究水果电池电压影响因素为载体，重点考查控制变量法的应用和电压表的使用，是初中物理实验探究的基础题型，要求学生掌握控制变量法的核心思想，即每次只改变一个研究变量，控制其他变量不变，难度适中，适合初中学生练习
【难度系数】0.6
