4.如图甲,当开关S闭合时,五个电表的读数均不为零,其中$\mathrm{V}_1$、$\mathrm{V}_2$两个电压表指针偏转均为图乙所示,则电压表$\mathrm{V}_3$的示数为V,电流表$\mathrm{A}_1$的示数(选填“大于”“小于”或“等于”)电流表$\mathrm{A}_2$的示数。

4. 8 等于
[解析]由电路图可知,电流从电源的正极出发,依次经电流表$\mathrm{A}_2$、电阻$R_2$、电阻$R_1$、电流表$\mathrm{A}_1$回到电源的负极,即电路只有一条路径,两电阻串联,且两电流表均测量电路中的电流;由电压表与被测电路元件并联可知,电压表$\mathrm{V}_1$测电阻$R_1$两端的电压,电压表$\mathrm{V}_2$测电源的电压,电压表$\mathrm{V}_3$测电阻$R_2$两端的电压;那么电压表$\mathrm{V}_1$的量程为$0∼3\ \mathrm{V}$,示数$U_1=2\ \mathrm{V}$,电压表$\mathrm{V}_2$的量程为$0∼15\ \mathrm{V}$,示数$U=10\ \mathrm{V}$,串联电路中总电压等于各分电压之和,则$R_2$两端电压$U_2=U-U_1=10\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=8\ \mathrm{V}$,即电压表$\mathrm{V}_3$的示数为$8\ \mathrm{V}$;因为串联电路中各处的电流相等,所以两电流表的示数关系$I_1=I_2$。

【分析】
首先分析图甲的电路结构，电流只有一条路径，可判断R₁与R₂串联；电流表A₁、A₂串联在电路中，测量串联电路的电流；电压表V₁并联在R₁两端，测R₁的电压；V₂并联在电源两端，测电源总电压；V₃并联在R₂两端，测R₂的电压。由于V₁和V₂指针偏转角度相同，说明它们使用的量程不同，需根据量程确定各自读数，再利用串联电路电压规律计算V₃的示数，最后依据串联电路电流规律判断电流表的示数关系。
【解析】
1. 电路连接与电表测量：由图甲可知，电流从电源正极出发，依次经过A₂、R₂、R₁、A₁回到电源负极，电路为R₁与R₂的串联电路；电流表A₁、A₂均测串联电路的电流；电压表V₁测R₁两端电压，V₂测电源总电压，V₃测R₂两端电压。
2. 电压表读数：V₁和V₂指针偏转角度相同，说明量程不同：V₂测电源总电压，量程为0~15V，分度值0.5V，示数U=10V；V₁测R₁两端电压，量程为0~3V，分度值0.1V，示数U₁=2V。
3. 计算V₃的示数：根据串联电路总电压等于各部分电压之和，R₂两端电压（即V₃的示数）U₂=U - U₁=10V - 2V=8V。
4. 电流关系：串联电路中各处电流相等，因此电流表A₁的示数等于电流表A₂的示数。
【答案】
8；等于
【知识点】
串联电路电压规律；串联电路电流规律；电压表读数
【点评】
本题考查串联电路的电压、电流规律及电压表的读数，核心是正确判断电压表的量程和测量对象，属于基础电路分析题，难度适中。
【难度系数】
0.6

5. 如图甲所示，闭合开关后两只电压表$\mathrm{V}_1$和$\mathrm{V}_2$的指针偏转角度相同，位置如图乙所示，下列说法正确的是（）


A.灯$\mathrm{L}_2$两端电压为$2.4\ \mathrm{V}$
B.灯$\mathrm{L}_1$两端电压为$9.6\ \mathrm{V}$
C.若$\mathrm{L}_1$灯丝烧断，电压表$\mathrm{V}_2$示数变小
D.若灯$\mathrm{L}_2$发生短路，电压表$\mathrm{V}_2$示数等于$12\ \mathrm{V}$

5. D
[解析]由电路图可知,开关闭合后,两灯串联,电压表$\mathrm{V}_1$测电源电压,$\mathrm{V}_2$测$\mathrm{L}_1$两端的电压,由串联电路的电压特点可知,$\mathrm{V}_1$示数应大于$\mathrm{V}_2$的示数,而两电压表指针位置相同,所以$\mathrm{V}_1$使用$0∼15\ \mathrm{V}$的量程,分度值为$0.5\ \mathrm{V}$,由题图乙可知其示数为$12\ \mathrm{V}$,即电源电压$U=12\ \mathrm{V}$;$\mathrm{V}_2$使用$0∼3\ \mathrm{V}$的量程,分度值为$0.1\ \mathrm{V}$,由题图乙可知其示数为$2.4\ \mathrm{V}$,即$\mathrm{L}_1$两端电压$U_1=2.4\ \mathrm{V}$,则$\mathrm{L}_2$两端电压$U_2=U-U_1=12\ \mathrm{V}-2.4\ \mathrm{V}=9.6\ \mathrm{V}$,故A、B错误。若$\mathrm{L}_1$灯丝烧断,电压表$\mathrm{V}_2$与灯$\mathrm{L}_2$串联后接在电源上,此时电压表$\mathrm{V}_2$测电源电压,则此时$\mathrm{V}_2$的示数为$12\ \mathrm{V}$,所以电压表$\mathrm{V}_2$示数变大,故C错误。若灯$\mathrm{L}_2$发生短路,电路为$\mathrm{L}_1$的简单电路,电源电压全部加在$\mathrm{L}_1$两端,则此时$\mathrm{L}_1$两端的电压等于$12\ \mathrm{V}$,故D正确。

【分析】
首先分析电路连接：由图甲可知，闭合开关后，灯$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电压表$\mathrm{V}_1$并联在电源两端，测量电源电压；电压表$\mathrm{V}_2$并联在$\mathrm{L}_1$两端，测量$\mathrm{L}_1$两端的电压。根据串联电路的电压特点，电源电压等于各用电器两端电压之和，因此$\mathrm{V}_1$的示数（电源电压）大于$\mathrm{V}_2$的示数（$\mathrm{L}_1$的电压）。由于两电压表指针偏转角度相同，说明它们使用的量程不同，大量程（0~15V）的读数是小量程（0~3V）的5倍，据此确定量程并读数，再计算$\mathrm{L}_2$的电压，最后逐一分析各选项。
【解析】
1. 确定电压表量程与读数：
串联电路中电源电压大于各部分电路电压，因此$\mathrm{V}_1$示数大于$\mathrm{V}_2$示数，而两表指针位置相同，故$\mathrm{V}_1$使用0~15V量程，分度值为0.5V，示数为12V（电源电压$U=12\ \mathrm{V}$）；$\mathrm{V}_2$使用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为2.4V（即$\mathrm{L}_1$两端电压$U_1=2.4\ \mathrm{V}$）。
2. 计算$\mathrm{L}_2$两端电压：
根据串联电路电压规律，$\mathrm{L}_2$两端电压$U_2=U-U_1=12\ \mathrm{V}-2.4\ \mathrm{V}=9.6\ \mathrm{V}$，因此A选项（$\mathrm{L}_2$电压2.4V）错误，B选项（$\mathrm{L}_1$电压9.6V）错误。
3. 分析选项C：
若$\mathrm{L}_1$灯丝烧断，电压表$\mathrm{V}_2$与$\mathrm{L}_2$串联后接在电源两端，此时$\mathrm{V}_2$相当于测电源电压，示数变为12V，比原来的2.4V大，故C选项错误。
4. 分析选项D：
若$\mathrm{L}_2$发生短路，电路为$\mathrm{L}_1$的简单电路，电源电压全部加在$\mathrm{L}_1$两端，因此$\mathrm{V}_2$的示数等于电源电压12V，故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路电压规律；电压表使用；电路故障分析
【点评】
本题考查串联电路的电压特点、电压表的读数及电路故障分析，解题关键是先明确电路连接方式和电压表的测量对象，再结合量程差异分析电压大小，最后对故障情况进行合理推导，综合性较强。
【难度系数】
0.5

6.小明在“探究串联电路电压特点”的实验中。

(1)如图甲所示,在连接电路时,小明选择了电压表“0~3 V”的量程进行连接,理由是。
(2)闭合开关后,小明发现$\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$均不发光,电压表有示数且大小接近3 V,则电路中出现的故障可能是$\mathrm{L}_{1}$发生了(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,此时灯$\mathrm{L}_{1}$两端的电压为V。
(4)小明正确测量了$\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$两端电压以及A、D两点间的电压后,接着换用了不同规格的灯泡进行了多次实验。进行多次实验的目的是(选填“寻找普遍规律”或“减小测量误差”)。

6. (1)电源电压为3 V (2)断路 (3)1.9 (4)寻找普遍规律

【分析】
本题围绕“探究串联电路电压特点”的实验展开，需结合干电池电压、电压表使用规则、电路故障判断、电压表读数及实验目的等知识点分析：
(1) 先确定电源电压，两节干电池串联总电压为3V，据此选择电压表量程；
(2) 根据两灯不发光、电压表有示数接近电源电压，判断电路断路故障；
(3) 明确电压表量程和分度值，读取指针示数；
(4) 区分探究规律类实验和测量类实验多次实验的目的差异。
【解析】
(1) 一节干电池电压为1.5V，两节干电池串联总电压为$1.5V×2=3V$，电源电压不超过3V，因此选择电压表“0~3V”量程，测量更准确且不超量程；
(2) 闭合开关后两灯均不发光，说明电路断路；电压表有示数且接近3V（电源电压），说明电压表两端能连通电源，故障为$\mathrm{L}_{1}$断路（若$\mathrm{L}_{1}$短路，电压表也会被短路，无示数）；
(3) 电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，指针指向1.9V位置，故$\mathrm{L}_{1}$两端电压为1.9V；
(4) 本实验是探究串联电路电压特点，多次实验是为了避免偶然性，寻找普遍规律，而非减小测量误差。
【答案】
(1) 电源电压为3 V
(2) 断路
(3) 1.9
(4) 寻找普遍规律
【知识点】
串联电路电压特点、电压表的使用、电路故障分析
【点评】
本题为电学实验基础题，考查串联电路电压实验的核心知识点，涵盖量程选择、故障判断、读数及实验目的，需学生掌握实验原理和基本操作。
【难度系数】
0.6

7. 如图所示，电源电压保持不变。当$\mathrm{S}_1$断开，$\mathrm{S}_2$、$\mathrm{S}_3$闭合时，电压表示数为6 V。
（1）电源电压是多少？（简要说明理由）
（2）当$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开，$\mathrm{S}_2$闭合时，电压表示数为4 V，则$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$两端的电压分别为多少？
（3）当$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$闭合，$\mathrm{S}_2$断开时，电流表A和$\mathrm{A}_1$的示数分别为0.5 A和0.2 A，则通过$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$的电流分别为多少？此时电压表示数为多少？

7. 解:(1)当$\mathrm{S}_2$、$\mathrm{S}_3$闭合,$\mathrm{S}_1$断开时,灯泡$\mathrm{L}_1$短路,电路中只有$\mathrm{L}_2$,电压表示数为6 V,即电源电压为6 V。
(2)当$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开,$\mathrm{S}_2$闭合时,两灯泡串联,电压表测$\mathrm{L}_2$两端的电压,此时电压表示数为4 V,则$\mathrm{L}_2$两端的电压$U_2=4\ \mathrm{V}$。根据串联电路电压的规律,$\mathrm{L}_1$两端的电压$U_1=U-U_2=6\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。
(3)当$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$闭合,$\mathrm{S}_2$断开时,两灯泡并联,此时电压表示数为6 V,电流表A测干路电流,电流表$\mathrm{A}_1$测通过$\mathrm{L}_1$的电流,则通过$\mathrm{L}_1$的电流$I_1=0.2\ \mathrm{A}$。根据并联电路电流的规律可得,通过$\mathrm{L}_2$的电流$I_2=I-I_1=0.5\ \mathrm{A}-0.2\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$。

【分析】解题时需先根据开关的通断情况，判断每个状态下电路的连接方式（串联/并联），确定电压表、电流表的测量对象，再利用串并联电路的电流、电压规律进行计算：
1. 分析$\mathrm{S}_1$断开、$\mathrm{S}_2$和$\mathrm{S}_3$闭合时的电路，明确电源电压；
2. 分析$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开，$\mathrm{S}_2$闭合时的串联电路，结合串联电压规律计算$\mathrm{L}_1$的电压；
3. 分析$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$闭合，$\mathrm{S}_2$断开时的并联电路，结合并联电流、电压规律计算电流和电压。
【解析】
解：(1) 当$\mathrm{S}_1$断开，$\mathrm{S}_2$、$\mathrm{S}_3$闭合时，灯泡$\mathrm{L}_1$被短路，电路为$\mathrm{L}_2$的简单电路，电压表测$\mathrm{L}_2$两端的电压，此时电压表示数等于电源电压，故电源电压$U=6\ \mathrm{V}$。
(2) 当$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开，$\mathrm{S}_2$闭合时，$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电压表测$\mathrm{L}_2$两端的电压，即$U_2=4\ \mathrm{V}$。根据串联电路的电压规律$U=U_1+U_2$，可得$\mathrm{L}_1$两端的电压$U_1=U-U_2=6\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。
(3) 当$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$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，电流表$\mathrm{A}_1$测通过$\mathrm{L}_1$的电流，故通过$\mathrm{L}_1$的电流$I_1=0.2\ \mathrm{A}$。根据并联电路的电流规律$I=I_1+I_2$，可得通过$\mathrm{L}_2$的电流$I_2=I-I_1=0.5\ \mathrm{A}-0.2\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A}$；并联电路中各支路电压等于电源电压，所以电压表示数为$6\ \mathrm{V}$。
【答案】
(1) 电源电压为6 V；
(2) $\mathrm{L}_1$两端电压为2 V，$\mathrm{L}_2$两端电压为4 V；
(3) 通过$\mathrm{L}_1$的电流为0.2 A，通过$\mathrm{L}_2$的电流为0.3 A，电压表示数为6 V。
【知识点】
串联电路电压规律、并联电路电流规律、电路分析
【点评】
本题是典型的电路动态分析题，通过开关通断改变电路连接方式，考查串并联电路的电流、电压基本规律，重点在于正确识别不同开关状态下的电路结构，是电学基础题型，适合巩固电路分析能力。
【难度系数】
0.5

8. 如图所示是四根高压输电线上的一个装置，利用这个装置将四根导线并联起来，相当于增大了导线的，从而减小了导线的，以达到减少输电线上电能损失的目的，这个装置应该是（选填“导体”或“绝缘体”）。

8. 横截面积 电阻 导体

【分析】
要解决这道题，需结合电阻的影响因素、输电减少电能损失的原理以及导体的概念来思考。首先，输电线上电能损失遵循焦耳定律，当输电电流一定时，减小导线电阻可减少电能损失；而导体电阻的大小与横截面积有关，材料、长度不变时，横截面积越大电阻越小。题目中的装置将四根导线并联，相当于增大了导线的横截面积，从而减小电阻；同时该装置需要连接导线实现电流通路，因此必须是能导电的导体。
【解析】
1. 电阻的影响因素：导体的电阻与横截面积有关，在材料、长度相同的情况下，横截面积越大，电阻越小。
2. 输电减损原理：根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，当输电电流$I$一定时，导线电阻$R$越小，相同时间内产生的电能损失越少。
3. 装置的作用：该装置将四根导线并联，等效增大了导线的横截面积，进而减小电阻；由于装置需要连通四根导线形成电流通路，因此它是导体。
【答案】
横截面积 电阻 导体
【知识点】
电阻的影响因素、导体的概念
【点评】
本题结合高压输电的实际场景，考查电阻相关知识点的应用，难度较低，属于基础题，需要学生掌握电阻的影响因素并能联系实际分析问题。
【难度系数】
0.6