1 小刚和小丽用如图甲所示的电路探究串联电路的电压规律。

【基础设问】
(1)连接电路前,小刚发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是。
(2)连接电路时,开关应该。
(3)根据图甲,请用笔画线代替导线,连接图丙中的实物图。
(4)小刚根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有$L_1$或$L_2$中的一处发生故障,则故障可能是。
(5)排除故障后,小刚用电压表测量$L_1$两端的电压时,直接选用0~3 V的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法是先用的量程进行试触,如果试触结果不超过3 V,再改用小量程测量。
(6)小刚正确进行实验和读数,测出的几组数据如表所示。

①分析第1、2、4、5四组数据,可以得出的结论是。
②分析第3组数据,小刚得出“串联电路各用电器两端电压相等”的结论,请你对这一结论的合理性做出简要的分析:。
(7)小刚和小丽利用图丙中的实验器材,又设计了如图丁所示的电路来探究并联电路中电压的规律。
①请用笔画线代替导线,将图丁中电路连接完整,要求闭合开关后电压表测量灯$L_1$两端的电压。

②电路连接正确后进行实验,测出灯$L_1$、$L_2$两端的电压分别为$U_1$和$U_2$,并联电路的总电压为$U$,则$U_1$、$U_2$和$U$三者之间的关系是(用已知字母表示)。
【能力设问】
(8) 判断电表种类 小丽在做电路探究实验时遇到一个问题:实验室给定的电压表和电流表很旧,表盘上电压表的标志“V”、电流表的标志“A”均看不清。为了知道两只电表的种类,小丽设计了如下实验:将两只电表分别与灯泡串联、并联连入电路中,如图戊、己所示。当闭合S时,发现与电表A串联在一起的灯泡没有亮,但电表指针偏转;与电表B并联的灯泡也没有亮,但电表指针偏转角度很大。可以断定电表A是表,电表B是表。(操作中S及时断开)

(1)调零
(2)断开
(3)如图1所示。
(4)$L_1$短路或$L_2$断路
(5)0~15 V
(6)①串联电路中的总电压等于各用电器两端电压之和
②只利用一次数据得出结论,实验结论不具有普遍性,所以不合理
(7)①如图2所示。[图2]
②$U = U_1 = U_2$
(8)电压 电流

【分析】
本题围绕串并联电路电压规律、电表使用、电路故障等电学基础知识点展开，需逐个分析各小问：
1. 连接电路前，电压表指针未指零，需先调零；
2. 连接电路时，开关断开是为保护电路；
3. 根据图甲的串联电路结构，按电流路径连接实物，电压表并联在L₁两端；
4. 电压表示数为零，结合故障只有一处，分析L₁短路或L₂断路两种情况；
5. 测电压时，未知量程需先用大量程试触；
6. 分析实验数据，总结串联电压规律，同时注意实验结论的普遍性；
7. 并联电路中，电压表测L₁电压需并联在L₁两端，并联电路各支路电压等于总电压；
8. 根据电表串联、并联时的现象，判断电表类型：串联时灯泡不亮、电表偏转的是电压表，并联时灯泡不亮、电表偏转大的是电流表。
【解析】
(1) 连接电路前，电压表指针未对准零刻度线，需对电压表进行调零操作；
(2) 连接电路时，为防止电路短路损坏元件，开关应断开；
(3) 图甲为串联电路，电流路径：电源正极→开关→L₂→L₁→电源负极，电压表并联在L₁两端，按此连接实物图；
(4) 电压表示数为零，若L₁短路，电压表测短路的L₁，示数为0；若L₂断路，电压表无法连通电源两端，示数为0，故故障为L₁短路或L₂断路；
(5) 测量电压时，若未知被测电压大小，应先用0~15 V的大量程试触，再根据结果换用小量程；
(6) ①分析第1、2、4、5组数据，总电压等于L₁与L₂两端电压之和，得出串联电路总电压等于各用电器两端电压之和；②第3组数据仅一次实验，且使用相同规格灯泡，结论不具有普遍性，故不合理；
(7) ①并联电路中，电压表需并联在L₁两端，按要求连接；②并联电路中各支路电压相等，且等于总电压，故U=U₁=U₂；
(8) 电表A与灯泡串联，灯泡不亮、电表偏转，说明A是电压表（串联时相当于开路，电压表测电源电压）；电表B与灯泡并联，灯泡不亮、电表偏转大，说明B是电流表（并联时相当于导线，灯泡短路，电流过大）。
【答案】
(1)调零
(2)断开
(3)如图1所示。
(4)$L_1$短路或$L_2$断路
(5)0~15 V
(6)①串联电路中的总电压等于各用电器两端电压之和；②只利用一次数据得出结论，实验结论不具有普遍性，所以不合理
(7)①如图2所示。[图2]；②$U = U_1 = U_2$
(8)电压；电流
【知识点】
串联电路电压规律、并联电路电压规律、电压表与电流表的使用
【点评】
本题为初中电学基础实验题，覆盖串并联电压规律、电表操作、电路故障等核心考点，注重实验规范性与结论科学性的考查，是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.7