五、计算题(14分)
19. 核心素养 科学思维「2026广东佛山高明期中，★★☆」如图甲所示，当开关S由接1转到接2时，电压表和电流表示数变化如图乙所示。求：
(1)电源电压；
(2)当开关S接2时，灯泡$\mathrm{L}_2$两端的电压；
(3)当开关S接2时，若灯泡$\mathrm{L}_2$断路，电压表、电流表示数。

19.解析 (1)由电路图可知,当 S 接 1 时,电路为 L₁ 的简单电路,电压表测电源电压,电源电压 U=6 V;
(2)当 S 接 2 时,两灯泡串联,电压表测 L₁ 两端的电压,U₁=2 V;根据串联电路的电压特点知,L₂ 两端的电压 U₂=U-U₁=6 V-2 V=4 V;
(3)当开关 S 接 2 时,若灯泡 L₂ 断路,电路处于断路状态,电路中没有电流,则电流表的示数为 0 A;电压表的正、负接线柱没有与电源的两极连通,则电压表的示数为 0 V。

【分析】首先分析电路结构：当开关S接1时，电路为$\mathrm{L}_1$的简单电路，电压表测电源电压，电流表测电路电流；当开关S接2时，$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电压表测$\mathrm{L}_1$两端的电压，电流表测串联电路的电流。结合图乙的U-I图像，读取对应状态的电压、电流值，再利用串联电路的电压规律、电路故障的特点进行分析计算。
【解析】
(1) 当开关S接1时，电路为$\mathrm{L}_1$的简单电路，电压表测电源电压，由图乙可知，此时电压为6V，因此电源电压$U=6\ \mathrm{V}$；
(2) 当开关S接2时，$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电压表测$\mathrm{L}_1$两端的电压，由图乙可知，此时$\mathrm{L}_1$两端的电压$U_1=2\ \mathrm{V}$。根据串联电路的电压特点：总电压等于各部分电压之和，可得$\mathrm{L}_2$两端的电压$U_2=U-U_1=6\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$；
(3) 当开关S接2时，若灯泡$\mathrm{L}_2$断路，整个电路处于断路状态，电路中无电流，因此电流表示数为$0\ \mathrm{A}$；此时电压表的正、负接线柱无法与电源两极连通，所以电压表示数为$0\ \mathrm{V}$。
【答案】
(1) 电源电压为$6\ \mathrm{V}$；
(2) 当开关S接2时，灯泡$\mathrm{L}_2$两端的电压为$4\ \mathrm{V}$；
(3) 当开关S接2时，若灯泡$\mathrm{L}_2$断路，电流表示数为$0\ \mathrm{A}$，电压表示数为$0\ \mathrm{V}$。
【知识点】
串联电路电压规律；电路故障分析；U-I图像应用
【点评】
本题结合电路图与U-I图像，考查串联电路的电压规律及电路故障分析，需要学生准确分析开关不同位置的电路连接方式，读懂图像数据，难度适中，能有效考查科学思维能力。
【难度系数】
0.5