18. (16 分)如图甲所示为“探究串联电路电流特点”的实验电路图。

(1)实验中,选择的两只小灯泡的规格应该
(2)连接电路时开关应该
(3)闭合开关后,小明发现灯$\mathrm{L}_{1}$亮,$\mathrm{L}_{2}$不亮,他猜想灯$\mathrm{L}_{2}$不亮的原因可能是① 灯$\mathrm{L}_{2}$的灯座出现了短路;② 灯$\mathrm{L}_{2}$发光太暗。为了验证他的猜想是否正确,小明把灯$\mathrm{L}_{2}$从灯座上拧下来后,发现灯$\mathrm{L}_{1}$仍发光,则他的猜想
(4)排除故障后,他发现$C$、$B$两处的电流表示数分别为$0.18\ \mathrm{A}$和$0.16\ \mathrm{A}$,为什么两个电流表示数不同呢?小明认为电流先到达$C$处电流表,经过灯$\mathrm{L}_{2}$时被消耗了一些,因此到达$B$处电流表时会少一些。他的想法是
A. 换不同的灯泡做实验
B. 将$\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$对调位置
C. 将两个电流表的位置对调
D. 将电源正、负极对调
(5)如表所示为小明的同学实验时测量的数据,数据中明显错误的数值是

(1)实验中,选择的两只小灯泡的规格应该
不相同
(相同/不相同)。(2)连接电路时开关应该
断开
,若在连接好电路之后闭合开关,看到接在A 点的电流表的指针向零刻度线的左侧偏转,如图乙所示,这是电流表正、负接线柱接反了
导致的。(3)闭合开关后,小明发现灯$\mathrm{L}_{1}$亮,$\mathrm{L}_{2}$不亮,他猜想灯$\mathrm{L}_{2}$不亮的原因可能是① 灯$\mathrm{L}_{2}$的灯座出现了短路;② 灯$\mathrm{L}_{2}$发光太暗。为了验证他的猜想是否正确,小明把灯$\mathrm{L}_{2}$从灯座上拧下来后,发现灯$\mathrm{L}_{1}$仍发光,则他的猜想
①
(填序号)是合理的。(4)排除故障后,他发现$C$、$B$两处的电流表示数分别为$0.18\ \mathrm{A}$和$0.16\ \mathrm{A}$,为什么两个电流表示数不同呢?小明认为电流先到达$C$处电流表,经过灯$\mathrm{L}_{2}$时被消耗了一些,因此到达$B$处电流表时会少一些。他的想法是
错误
(正确/错误)的,最简便的验证操作是C
。A. 换不同的灯泡做实验
B. 将$\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$对调位置
C. 将两个电流表的位置对调
D. 将电源正、负极对调
(5)如表所示为小明的同学实验时测量的数据,数据中明显错误的数值是
1.5
,造成错误的原因是读数时看错量程
(读数时看错量程/接线时接错量程)。答案
不相同
断开
电流表正、负接线柱接反了
①
错误
C
1.5
读数时看错量程
断开
电流表正、负接线柱接反了
①
错误
C
1.5
读数时看错量程
解析
【分析】
本题围绕“探究串联电路电流特点”的实验展开,需结合串联电路规律、电路连接要求、电流表使用规则、电路故障分析等知识逐一解答各小问:
1. 探究实验需避免偶然性,因此灯泡规格选择要考虑普遍性;
2. 连接电路的安全要求、电流表指针异常偏转的原因是基础操作要点;
3. 电路故障判断需结合拧下灯泡后的通路情况分析;
4. 串联电路电流处处相等,小明的错误想法需通过对调电流表位置验证;
5. 电流表读数错误的原因需结合量程差异判断。
【解析】
(1)探究串联电路电流特点时,为避免实验偶然性,得到普遍规律,应选择规格不相同的小灯泡,故填“不相同”;
(2)连接电路时,为保护电路,开关必须断开;电流表指针向零刻度线左侧偏转,是因为电流表正、负接线柱接反,电流反向流入导致指针反偏;
(3)拧下L₂后L₁仍发光,说明电路为通路:若L₂短路,拧下L₂后电路断开,L₁不发光,因此猜想①合理;
(4)串联电路中电流处处相等,小明认为电流被消耗的想法错误;要验证是否为电流表本身的问题,最简便的操作是对调两个电流表位置,观察示数是否仍不同,故选C;
(5)电流表若用0~0.6A量程,读数为0.3A,若看错量程用0~3A量程读数则为1.5A,因此错误数值是1.5,原因是读数时看错量程。
【答案】
不相同;断开;电流表正、负接线柱接反了;①;错误;C;1.5;读数时看错量程
【知识点】
串联电路电流特点、电流表的使用、电路故障分析
【点评】
本题是初中电学核心实验“探究串联电路电流特点”的典型考题,全面考查实验设计、操作细节、故障判断等基础知识点,注重对实验过程中细节的理解,难度适中,能有效检验学生对电学实验的掌握程度。
【难度系数】
0.6
本题围绕“探究串联电路电流特点”的实验展开,需结合串联电路规律、电路连接要求、电流表使用规则、电路故障分析等知识逐一解答各小问:
1. 探究实验需避免偶然性,因此灯泡规格选择要考虑普遍性;
2. 连接电路的安全要求、电流表指针异常偏转的原因是基础操作要点;
3. 电路故障判断需结合拧下灯泡后的通路情况分析;
4. 串联电路电流处处相等,小明的错误想法需通过对调电流表位置验证;
5. 电流表读数错误的原因需结合量程差异判断。
【解析】
(1)探究串联电路电流特点时,为避免实验偶然性,得到普遍规律,应选择规格不相同的小灯泡,故填“不相同”;
(2)连接电路时,为保护电路,开关必须断开;电流表指针向零刻度线左侧偏转,是因为电流表正、负接线柱接反,电流反向流入导致指针反偏;
(3)拧下L₂后L₁仍发光,说明电路为通路:若L₂短路,拧下L₂后电路断开,L₁不发光,因此猜想①合理;
(4)串联电路中电流处处相等,小明认为电流被消耗的想法错误;要验证是否为电流表本身的问题,最简便的操作是对调两个电流表位置,观察示数是否仍不同,故选C;
(5)电流表若用0~0.6A量程,读数为0.3A,若看错量程用0~3A量程读数则为1.5A,因此错误数值是1.5,原因是读数时看错量程。
【答案】
不相同;断开;电流表正、负接线柱接反了;①;错误;C;1.5;读数时看错量程
【知识点】
串联电路电流特点、电流表的使用、电路故障分析
【点评】
本题是初中电学核心实验“探究串联电路电流特点”的典型考题,全面考查实验设计、操作细节、故障判断等基础知识点,注重对实验过程中细节的理解,难度适中,能有效检验学生对电学实验的掌握程度。
【难度系数】
0.6
19. (10 分)[2025 重庆期中]如图所示,电源电压不变,当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$闭合时,电压表$\mathrm{V}_{2}$的示数为14 V; 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_{2}$闭合,$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{3}$断开时,电压表$\mathrm{V}_{1}$、$\mathrm{V}_{2}$的示数分别为 4 V、8 V; 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$、$\mathrm{S}_{3}$都闭合时,电流表$\mathrm{A}_{1}$、$\mathrm{A}_{2}$、$\mathrm{A}_{3}$的示数分别为 1.2 A、0.6 A、1.4 A。求:
(1) 电源电压。
(2) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_{2}$闭合,$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{3}$断开时,$\mathrm{L}_{1}$两端的电压。
(3) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$、$\mathrm{S}_{3}$都闭合时,通过灯泡$\mathrm{L}_{2}$的电流。

(1) 电源电压。
(2) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_{2}$闭合,$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{3}$断开时,$\mathrm{L}_{1}$两端的电压。
(3) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$、$\mathrm{S}_{3}$都闭合时,通过灯泡$\mathrm{L}_{2}$的电流。
答案
解:
(1) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$闭合时,$\mathrm{L}_3$单独工作,电压表$\mathrm{V}_2$测电源电压,其示数为14 V,所以电源电压$U=14\ \mathrm{V}$
(2) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_2$闭合,$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$串联,电压表$\mathrm{V}_1$测$\mathrm{L}_2$两端电压,电压表$\mathrm{V}_2$测$\mathrm{L}_3$两端电压,电压表$\mathrm{V}_3$测电源电压,则$\mathrm{L}_2$两端的电压$U_2=4\ \mathrm{V}$,$\mathrm{L}_3$两端的电压$U_3=8\ \mathrm{V}$,由串联电路的电压规律可得,$\mathrm{L}_1$两端的电压$U_1=U-U_2-U_3=14\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}-8\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$
(3) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$、$\mathrm{S}_3$都闭合时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$并联,电流表$\mathrm{A}_3$测通过$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$的总电流,电流表$\mathrm{A}_2$测通过$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$的总电流,电流表$\mathrm{A}_1$测通过$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$的总电流,由并联电路的电流规律可得,通过$\mathrm{L}_3$的电流$I_3=I_{\mathrm{A}3}-I_{\mathrm{A}1}=1.4\ \mathrm{A}-1.2\ \mathrm{A}=0.2\ \mathrm{A}$,则通过灯泡$\mathrm{L}_2$的电流$I_2=I_{\mathrm{A}2}-I_3=0.6\ \mathrm{A}-0.2\ \mathrm{A}=0.4\ \mathrm{A}$
(1) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$闭合时,$\mathrm{L}_3$单独工作,电压表$\mathrm{V}_2$测电源电压,其示数为14 V,所以电源电压$U=14\ \mathrm{V}$
(2) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_2$闭合,$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$串联,电压表$\mathrm{V}_1$测$\mathrm{L}_2$两端电压,电压表$\mathrm{V}_2$测$\mathrm{L}_3$两端电压,电压表$\mathrm{V}_3$测电源电压,则$\mathrm{L}_2$两端的电压$U_2=4\ \mathrm{V}$,$\mathrm{L}_3$两端的电压$U_3=8\ \mathrm{V}$,由串联电路的电压规律可得,$\mathrm{L}_1$两端的电压$U_1=U-U_2-U_3=14\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}-8\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$
(3) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$、$\mathrm{S}_3$都闭合时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$并联,电流表$\mathrm{A}_3$测通过$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$的总电流,电流表$\mathrm{A}_2$测通过$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$的总电流,电流表$\mathrm{A}_1$测通过$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$的总电流,由并联电路的电流规律可得,通过$\mathrm{L}_3$的电流$I_3=I_{\mathrm{A}3}-I_{\mathrm{A}1}=1.4\ \mathrm{A}-1.2\ \mathrm{A}=0.2\ \mathrm{A}$,则通过灯泡$\mathrm{L}_2$的电流$I_2=I_{\mathrm{A}2}-I_3=0.6\ \mathrm{A}-0.2\ \mathrm{A}=0.4\ \mathrm{A}$
解析
【分析】
要解决本题,需先根据不同开关的通断情况判断电路的连接方式(串联/并联),明确各电表的测量对象,再利用串并联电路的电压、电流规律计算:
1. 分析开关S、S₁、S₂闭合时的电路,确定电源电压;
2. 分析开关S、S₂闭合,S₁、S₃断开时的串联电路,结合电压表测量对象,用串联电压规律求L₁两端电压;
3. 分析所有开关闭合时的并联电路,结合电流表测量对象,用并联电流规律求通过L₂的电流。
【解析】
解:
(1) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$闭合时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$被短路,电路为$\mathrm{L}_3$的简单电路,电压表$\mathrm{V}_2$测电源电压,因此电源电压$U = 14\ \mathrm{V}$。
(2) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_2$闭合,$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$串联,电压表$\mathrm{V}_1$测$\mathrm{L}_2$两端电压($U_2 = 4\ \mathrm{V}$),电压表$\mathrm{V}_2$测$\mathrm{L}_3$两端电压($U_3 = 8\ \mathrm{V}$),电压表$\mathrm{V}_3$测电源电压。根据串联电路电压规律$U = U_1 + U_2 + U_3$,可得$\mathrm{L}_1$两端电压:$U_1 = U - U_2 - U_3 = 14\ \mathrm{V} - 4\ \mathrm{V} - 8\ \mathrm{V} = 2\ \mathrm{V}$。
(3) 当所有开关都闭合时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$并联,电流表$\mathrm{A}_3$测干路总电流($I_{\mathrm{总}} = 1.4\ \mathrm{A}$),$\mathrm{A}_2$测$\mathrm{L}_2$和$\mathrm{L}_3$的总电流($I_{2+3} = 0.6\ \mathrm{A}$),$\mathrm{A}_1$测$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$的总电流($I_{1+2} = 1.2\ \mathrm{A}$)。根据并联电路电流规律:
通过$\mathrm{L}_3$的电流$I_3 = I_{\mathrm{总}} - I_{1+2} = 1.4\ \mathrm{A} - 1.2\ \mathrm{A} = 0.2\ \mathrm{A}$;
通过$\mathrm{L}_2$的电流$I_2 = I_{2+3} - I_3 = 0.6\ \mathrm{A} - 0.2\ \mathrm{A} = 0.4\ \mathrm{A}$。
【答案】
(1) 电源电压为$\boxed{14\ \mathrm{V}}$;
(2) $\mathrm{L}_1$两端的电压为$\boxed{2\ \mathrm{V}}$;
(3) 通过灯泡$\mathrm{L}_2$的电流为$\boxed{0.4\ \mathrm{A}}$。
【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】
本题通过开关通断变化考查电路识别,结合串并联电路的电压、电流规律计算,是电学基础题型,需准确判断电表测量对象,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需先根据不同开关的通断情况判断电路的连接方式(串联/并联),明确各电表的测量对象,再利用串并联电路的电压、电流规律计算:
1. 分析开关S、S₁、S₂闭合时的电路,确定电源电压;
2. 分析开关S、S₂闭合,S₁、S₃断开时的串联电路,结合电压表测量对象,用串联电压规律求L₁两端电压;
3. 分析所有开关闭合时的并联电路,结合电流表测量对象,用并联电流规律求通过L₂的电流。
【解析】
解:
(1) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$闭合时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$被短路,电路为$\mathrm{L}_3$的简单电路,电压表$\mathrm{V}_2$测电源电压,因此电源电压$U = 14\ \mathrm{V}$。
(2) 当开关$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_2$闭合,$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$串联,电压表$\mathrm{V}_1$测$\mathrm{L}_2$两端电压($U_2 = 4\ \mathrm{V}$),电压表$\mathrm{V}_2$测$\mathrm{L}_3$两端电压($U_3 = 8\ \mathrm{V}$),电压表$\mathrm{V}_3$测电源电压。根据串联电路电压规律$U = U_1 + U_2 + U_3$,可得$\mathrm{L}_1$两端电压:$U_1 = U - U_2 - U_3 = 14\ \mathrm{V} - 4\ \mathrm{V} - 8\ \mathrm{V} = 2\ \mathrm{V}$。
(3) 当所有开关都闭合时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$、$\mathrm{L}_3$并联,电流表$\mathrm{A}_3$测干路总电流($I_{\mathrm{总}} = 1.4\ \mathrm{A}$),$\mathrm{A}_2$测$\mathrm{L}_2$和$\mathrm{L}_3$的总电流($I_{2+3} = 0.6\ \mathrm{A}$),$\mathrm{A}_1$测$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$的总电流($I_{1+2} = 1.2\ \mathrm{A}$)。根据并联电路电流规律:
通过$\mathrm{L}_3$的电流$I_3 = I_{\mathrm{总}} - I_{1+2} = 1.4\ \mathrm{A} - 1.2\ \mathrm{A} = 0.2\ \mathrm{A}$;
通过$\mathrm{L}_2$的电流$I_2 = I_{2+3} - I_3 = 0.6\ \mathrm{A} - 0.2\ \mathrm{A} = 0.4\ \mathrm{A}$。
【答案】
(1) 电源电压为$\boxed{14\ \mathrm{V}}$;
(2) $\mathrm{L}_1$两端的电压为$\boxed{2\ \mathrm{V}}$;
(3) 通过灯泡$\mathrm{L}_2$的电流为$\boxed{0.4\ \mathrm{A}}$。
【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】
本题通过开关通断变化考查电路识别,结合串并联电路的电压、电流规律计算,是电学基础题型,需准确判断电表测量对象,难度适中。
【难度系数】
0.5
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