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小刚和小丽用如图所示的器材探究串、并联电路的电压关系.
(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(电压表使用0~3 V的测量范围).
(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的测量范围.小丽说这样不行,规范的操作方法是先用
(6)将电压表改接到$L_2$两端时,保持电压表接B点的导线不动,只将接A点的导线改接到C点,此时
(7)小刚正确进行实验和读数,测出了几组数据如下表所示.分析得:
|实验序号|$U_{AB}/V$|$U_{BC}/V$|$U_{AC}/V$|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|1.9|2.5|4.4|
|2|2.2|2.2|4.4|
|3|2.5|1.9|4.4|
|4|2.7|1.7|4.4|
|5|3.2|1.1|4.4|
①分析第1、3、4三组数据,可以得出的结论是
②分析第2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进行简要的分析:
(8)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,分别测出灯$L_1$、$L_2$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
(9)在如图戊所示的电路中,$V_1$、$V_2$都是具有0~3 V和0~15 V两个测量范围的电压表.当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图己所示,则灯$L_1$、$L_2$两端的电压分别为 (
A.3.2 V,0.8 V
B.4 V,0.8 V
C.0.8 V,4 V
D.0.8 V,3.2 V
(1)连接电路前,小刚发现电压表指针如图乙所示,接下来他要进行的操作是
调零
.(2)连接电路时,开关应该
断开
.(3)根据图甲,请用笔画线代替导线,连接图丙中的实物图(电压表使用0~3 V的测量范围).
(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
L₁短路或L₂断路
.(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的测量范围.小丽说这样不行,规范的操作方法是先用
0～15 V
的测量范围进行试触,如果试触结果不超过3 V
,再改用小测量范围测量.(6)将电压表改接到$L_2$两端时,保持电压表接B点的导线不动,只将接A点的导线改接到C点,此时
不能
(填“能”或“不能”)测出$L_2$两端电压,原因是电压表正、负接线柱接反了
.(7)小刚正确进行实验和读数,测出了几组数据如下表所示.分析得:
|实验序号|$U_{AB}/V$|$U_{BC}/V$|$U_{AC}/V$|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|1.9|2.5|4.4|
|2|2.2|2.2|4.4|
|3|2.5|1.9|4.4|
|4|2.7|1.7|4.4|
|5|3.2|1.1|4.4|
①分析第1、3、4三组数据,可以得出的结论是
串联电路两端的总电压等于各用电器两端电压之和
;②分析第2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进行简要的分析:
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
.(8)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,分别测出灯$L_1$、$L_2$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
$U = U_1 = U_2$
(用已知字母表达).(9)在如图戊所示的电路中,$V_1$、$V_2$都是具有0~3 V和0~15 V两个测量范围的电压表.当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图己所示,则灯$L_1$、$L_2$两端的电压分别为 (
A
)A.3.2 V,0.8 V
B.4 V,0.8 V
C.0.8 V,4 V
D.0.8 V,3.2 V
答案
(1)调零
(2)断开
(3)
(4)$L_1$短路或$L_2$断路
(5)0～15 V 3 V
(6)不能 电压表正、负接线柱接反了
(7)①串联电路两端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
(8)①
②$U = U_1 = U_2$
(9)A
解析
【分析】
本题围绕探究串、并联电路电压规律的实验展开，需结合电压表使用规则、电路连接要求、故障分析方法、串并联电压规律等知识点逐一解决：连接电路前电压表指针未指零需调零；连接电路时开关断开防短路；电路连接需遵循电压表并联、正负接线柱正确的规则；电压表示数为零的故障可结合串联电路特点分析；电压表量程选择需先试触；改接电压表接线柱要保证电流方向正确；分析实验数据需结合规律且结论要具普遍性；并联电路电压规律是各支路电压等于总电压；电压表指针偏转相同但量程不同时，大量程读数为小量程的5倍，结合串联电压关系计算各灯电压。
【解析】
(1) 连接电路前，电压表指针未对准零刻度线，需进行调零操作，使指针指在零刻度线处；
(2) 连接电路时，为避免电路连接过程中短路损坏器材，开关必须断开；
(3) 图甲中两灯串联，电压表测L₁两端电压，连接图丙时，将电压表并联在L₁两端，选用0~3V量程，电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出，对应导线连接即可；
(4) 闭合开关后电压表示数为零，故障仅在L₁或L₂：若L₁短路，电压表测短路的L₁，示数为0；若L₂断路，电压表两端无法接到电源两极，示数为0，故故障是L₁短路或L₂断路；
(5) 电压表使用时，若不确定被测电压大小，应先用0~15V的大量程试触，若试触结果不超过3V，再改用0~3V的小量程测量，避免损坏电压表；
(6) 保持电压表接B点的导线不动，将接A点的导线改接到C点时，电流会从电压表的负接线柱流入、正接线柱流出，正负接线柱接反，指针反向偏转，故不能测出L₂两端电压；
(7) ①分析第1、3、4组数据，U_AC = U_AB + U_BC，可得串联电路两端的总电压等于各用电器两端电压之和；②第2组数据中两灯电压相等，是因为选用了规格相同的灯泡，仅一次实验数据得出的结论不具有普遍性，故结论不合理；
(8) ①图丁中探究并联电路电压规律，电压表需并联在L₁两端，选用合适量程连接；②并联电路中各支路两端电压相等，且等于电源总电压，故U = U₁ = U₂；
(9) 图戊中，V₁测总电压，V₂测L₂两端电压，串联电路总电压大于部分电压，故V₁用0~15V量程，读数为4V；V₂用0~3V量程，读数为0.8V；则L₁两端电压为U₁ = U总 - U₂ = 4V - 0.8V = 3.2V，对应选项A。
【答案】
(1) 调零
(2) 断开
(3)
(4) L₁短路或L₂断路
(5) 0～15 V；3 V
(6) 不能；电压表正、负接线柱接反了
(7) ①串联电路两端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
(8) ①；②U = U₁ = U₂
(9) A
【知识点】
串联电路电压规律；并联电路电压规律；电压表的使用
【点评】
本题是电学核心实验题，全面考查电压表使用、电路连接、故障判断、实验数据处理及串并联电压规律，需掌握实验操作规范，理解实验结论的普遍性要求，是初中电学重点内容。
【难度系数】
0.5
本题围绕探究串、并联电路电压规律的实验展开，需结合电压表使用规则、电路连接要求、故障分析方法、串并联电压规律等知识点逐一解决：连接电路前电压表指针未指零需调零；连接电路时开关断开防短路；电路连接需遵循电压表并联、正负接线柱正确的规则；电压表示数为零的故障可结合串联电路特点分析；电压表量程选择需先试触；改接电压表接线柱要保证电流方向正确；分析实验数据需结合规律且结论要具普遍性；并联电路电压规律是各支路电压等于总电压；电压表指针偏转相同但量程不同时，大量程读数为小量程的5倍，结合串联电压关系计算各灯电压。
【解析】
(1) 连接电路前，电压表指针未对准零刻度线，需进行调零操作，使指针指在零刻度线处；
(2) 连接电路时，为避免电路连接过程中短路损坏器材，开关必须断开；
(3) 图甲中两灯串联，电压表测L₁两端电压，连接图丙时，将电压表并联在L₁两端，选用0~3V量程，电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出，对应导线连接即可；
(4) 闭合开关后电压表示数为零，故障仅在L₁或L₂：若L₁短路，电压表测短路的L₁，示数为0；若L₂断路，电压表两端无法接到电源两极，示数为0，故故障是L₁短路或L₂断路；
(5) 电压表使用时，若不确定被测电压大小，应先用0~15V的大量程试触，若试触结果不超过3V，再改用0~3V的小量程测量，避免损坏电压表；
(6) 保持电压表接B点的导线不动，将接A点的导线改接到C点时，电流会从电压表的负接线柱流入、正接线柱流出，正负接线柱接反，指针反向偏转，故不能测出L₂两端电压；
(7) ①分析第1、3、4组数据，U_AC = U_AB + U_BC，可得串联电路两端的总电压等于各用电器两端电压之和；②第2组数据中两灯电压相等，是因为选用了规格相同的灯泡，仅一次实验数据得出的结论不具有普遍性，故结论不合理；
(8) ①图丁中探究并联电路电压规律，电压表需并联在L₁两端，选用合适量程连接；②并联电路中各支路两端电压相等，且等于电源总电压，故U = U₁ = U₂；
(9) 图戊中，V₁测总电压，V₂测L₂两端电压，串联电路总电压大于部分电压，故V₁用0~15V量程，读数为4V；V₂用0~3V量程，读数为0.8V；则L₁两端电压为U₁ = U总 - U₂ = 4V - 0.8V = 3.2V，对应选项A。
【答案】
(1) 调零
(2) 断开
(3)
(4) L₁短路或L₂断路
(5) 0～15 V；3 V
(6) 不能；电压表正、负接线柱接反了
(7) ①串联电路两端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
(8) ①
；②U = U₁ = U₂(9) A
【知识点】
串联电路电压规律；并联电路电压规律；电压表的使用
【点评】
本题是电学核心实验题，全面考查电压表使用、电路连接、故障判断、实验数据处理及串并联电压规律，需掌握实验操作规范，理解实验结论的普遍性要求，是初中电学重点内容。
【难度系数】
0.5
