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C
$\mathrm{L}_1$
$0.3$
$1.5$
6
9
电流表
断开
不能
C
2.6

$U_{AC}=U_{AB}+U_{BC}$
不同
B
【分析】
我们可以通过逐个排查选项的思路来解题:首先回忆探究串联电路电压规律的基础操作要求,第一步先判断连接电路时开关的正确操作,直接验证A选项的对错;第二步结合电压表“正进负出”的使用规则,分析改接导线后电压表的接线是否正确,判断B选项正误;第三步区分两类多次实验的不同目的:测量固定物理量的实验多次操作是为了减小误差,探究普遍规律的实验多次操作是为了避免偶然性,以此判断C选项的描述是否正确;最后结合串联电路电压的核心规律,确认正确选项。
【解析】
我们逐一分析每个选项:
1. 选项A:连接电路时,开关必须保持断开状态,目的是保护电路,防止接线过程中误触导致短路烧坏元件,若开关闭合反而会提升短路风险,A错误。
2. 选项B:当前电压表并联在L₁两端,电流从a侧流入电压表、从b侧流出电压表。如果保持接b点的导线不动,将接a点的导线改接在c点,会导致电压表正负接线柱接反,指针反向偏转,无法正确测量L₂两端的电压,B错误。
3. 选项C:本实验属于探究规律类实验,更换不同规格的小灯泡重复实验,是为了避免单次实验的偶然性,得到普遍适用的串联电路电压规律,并非为了减小实验误差,C错误。
4. 选项D:串联电路的电压规律明确为:串联电路中,电源两端的总电压等于各串联用电器两端的电压之和,D正确。
【答案】D
【知识点】串联电路电压规律,电压表使用规则,电路实验操作规范
【点评】本题围绕串联电路电压探究实验的细节设置考点,易错点是混淆多次实验“减小误差”和“寻找普遍规律”的适用场景,以及改接电压表时的正负接线柱判断,提醒同学们要理解实验操作背后的逻辑,不要机械记忆结论。
【难度系数】0.7
【分析】
首先我们先梳理电路的电流路径,判断两灯泡的连接方式,接着确定两个电压表分别测量的是哪部分的电压;再结合电压表的量程特点:指针偏转角度相同时,0~15V大量程的读数是0~3V小量程读数的5倍,结合串联电路总电压等于各部分电压之和的规律,就可以推导出两个灯泡的电压比值,选出正确选项。
【解析】
1. 判断电路连接:电流从电源正极流出,依次经过开关S、L₂、L₁,回到电源负极,因此L₁和L₂串联。
2. 确定电压表测量对象:左侧电压表并联在L₂两端,测量L₂的电压U₂;右侧电压表并联在电源两端,测量电路的总电压U。
3. 结合电压表量程特性分析:电压表两个量程的分度值之比为5:1,当指针偏转角度相同时,大量程的示数是小量程示数的5倍。由于总电压U一定大于L₂的分压U₂,因此测总电压的右侧电压表使用0~15V大量程,测L₂电压的左侧电压表使用0~3V小量程,可得U=5U₂。
4. 利用串联电路电压规律计算:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,因此L₁两端的电压U₁=U-U₂=5U₂-U₂=4U₂,因此L₁、L₂两端电压之比U₁:U₂=4U₂:U₂=4:1。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律,电压表量程读数,实物电路分析
【点评】
本题属于串联电路电压计算的经典题型,易错点是误判电压表的测量对象,或是忽略两个电压表量程不同的隐含条件,解题的核心是先理清实物电路的串并联关系,再结合电压表不同量程的读数倍数关系推导,能够有效考察学生对电压表使用和串联电压规律的掌握程度。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先我们先简化电路判断连接方式:把电流表等效为导线、电压表等效为开路,观察电流路径,电流从电源正极流出后,依次经过L₁、电流表、L₂、开关S回到电源负极,说明两个灯泡是串联关系。接下来判断电压表的测量对象,看电压表的两个接线柱直接并联在哪个用电器两端,就能确定它测的是哪个用电器的电压。之后利用串联电路的规律:串联电路各处电流相等、总电压等于各部分电压之和,就可以依次算出通过L₂的电流和L₂两端的电压。
【解析】
1. 确定电压表测量对象:电压表的两个接线柱直接与L₁的两端相连,因此电压表测量的是灯L₁两端的电压。
2. 计算通过L₂的电流:由于L₁和L₂串联,串联电路中各处电流相等,电流表测量的是串联电路的电流,示数为0.3A,因此通过灯L₂的电流也为0.3A。
3. 计算L₂两端的电压:串联电路总电压等于各部分用电器两端电压之和,已知电源总电压为4.5V,L₁两端电压为3V,因此L₂两端的电压:$U_2 = U - U_1 = 4.5\mathrm{V} - 3\mathrm{V} = 1.5\mathrm{V}$。
【答案】
$\mathrm{L}_{1}$;0.3;1.5
【知识点】
串联电路电流规律,串联电路电压规律,电压表的使用
【点评】
本题是电学入门基础题,核心考点是电路识别和串并联电路基本规律的应用,易错点是误判电压表的测量对象,解题时可以通过“看并联覆盖的用电器”的方法快速确认电压表的测量范围,巩固对串联电路特性的理解。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先第一步梳理电路连接方式:电流依次经过三个灯泡,可判断L₁、L₂、L₃为串联;第二步判断两个电压表的测量对象:V₁并联在L₁和L₂两端,测二者的总电压,V₂并联在L₂和L₃两端,测二者的总电压;第三步读取图乙中L₁两端的电压,根据接线柱确定量程为0~3V,读出对应示数;最后结合串联电路总电压等于各部分电压之和的规律,列关系式联立求解,就能得到L₃的电压和电源总电压。
【解析】
1. 识别电路连接:开关闭合后,电流路径为电源正极→L₁→L₂→L₃→开关S→电源负极,因此L₁、L₂、L₃串联。
2. 确定电压表测量范围:
电压表V₁测量L₁和L₂的总电压,已知其示数为3V,即$U_1 + U_2 = 3\ \mathrm{V}$;
电压表V₂测量L₂和L₃的总电压,已知其示数为8V,即$U_2 + U_3 = 8\ \mathrm{V}$。
3. 读取L₁两端电压:图乙中电压表接线柱接的是0~3V量程,该量程分度值为0.1V,指针指向1V刻度处,因此L₁两端电压$U_1=1\ \mathrm{V}$。
4. 计算未知电压:
将$U_1=1\ \mathrm{V}$代入$U_1 + U_2 = 3\ \mathrm{V}$,解得$U_2=3\ \mathrm{V}-1\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$;
将$U_2=2\ \mathrm{V}$代入$U_2 + U_3 = 8\ \mathrm{V}$,解得$U_3=8\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$;
根据串联电路总电压等于各部分电压之和,电源电压$U=U_1+U_2+U_3=1\ \mathrm{V}+2\ \mathrm{V}+6\ \mathrm{V}=9\ \mathrm{V}$。
【答案】
6;9
【知识点】
串联电压规律,电压表读数,串并联判断
【点评】
本题的易错点是误判两个电压表的测量对象,或是选错电压表量程导致读数错误,解题核心是先理清串联电路的电压叠加关系,通过明确各电压表的测量范围,建立三个电压的关系式联立求解,能很好地锻炼学生的电路分析能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
我们可以逐小问梳理解题思路:
1. 第一问:探究电流特点需要测量电流,对应选择电流表;连接电路的基础安全操作要求开关断开,避免接线时短路损坏元件。
2. 第二问:要同时考虑串联和并联的情况,串联拆任意一根导线电路断路两灯都灭,但并联如果拆的是干路导线,两灯也会同时熄灭,因此无法仅凭该现象判定是串联。
3. 第三问:观察图乙电压表指针偏转角度极小,说明当前选的量程太大,测量精度不足,因此需要换用更小的量程提升精度。
4. 第四问:电压表换用0~3V小量程后,按照对应分度值读数即可,再结合串联电压的规律写出三个电压的关系式。
5. 第五问:为了避免实验偶然性,不能用规格相同的灯泡,多次实验的目的是得到普遍适用的规律,不是为了减小误差。
【解析】
(1) 探究串联电路电流特点时需要测量电路中不同位置的电流,因此要将电流表接入A、B、C三点;连接电路过程中,为了保护电路元件,开关必须处于断开状态。
(2) 若两灯是并联状态,拆下干路的导线时,整个电路也会断路,两灯同样全部熄灭,因此仅通过拆下一根导线两灯都熄灭的现象,不能判定电路是串联的。
(3) 图乙中电压表指针偏转幅度很小,说明被测电压数值较小,当前使用的大量程测量精度不足,为了使实验结果更精确,断开开关后应该换用电压表的小量程,故选C。
(4) 电压表选用0~3V小量程时,分度值为0.1V,图丙的指针指向2.6V刻度处,因此A、B两点间电压为2.6V;串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和,对应的关系式为$U_{AC}=U_{AB}+U_{BC}$。
(5) 若选择规格相同的小灯泡进行实验,得出的结论存在特殊性,因此要选择规格不同的小灯泡多次实验,目的是排除偶然性,寻找串联电路电压规律的普遍结论,故选B。
【答案】
(1) 电流表 断开 (2) 不能 (3) C (4) 2.6 $U_{AC}=U_{AB}+U_{BC}$ (5) 不同 B
【知识点】
串联电路规律;电表使用;电路操作规范
【点评】
本题是串联电路电流、电压特点探究的基础实验题,覆盖了实验操作细节、串并联现象辨析、电压表读数、多次实验目的等核心考点,易错点是第二问的串并联判定、探究类实验多次测量的目的区分,需要学生准确理解实验操作的底层逻辑,不要死记硬背结论。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们可以逐小问梳理解题思路:
1. 第一问:探究电流特点需要测量电流,对应选择电流表;连接电路的基础安全操作要求开关断开,避免接线时短路损坏元件。
2. 第二问:要同时考虑串联和并联的情况,串联拆任意一根导线电路断路两灯都灭,但并联如果拆的是干路导线,两灯也会同时熄灭,因此无法仅凭该现象判定是串联。
3. 第三问:观察图乙电压表指针偏转角度极小,说明当前选的量程太大,测量精度不足,因此需要换用更小的量程提升精度。
4. 第四问:电压表换用0~3V小量程后,按照对应分度值读数即可,再结合串联电压的规律写出三个电压的关系式。
5. 第五问:为了避免实验偶然性,不能用规格相同的灯泡,多次实验的目的是得到普遍适用的规律,不是为了减小误差。
【解析】
(1) 探究串联电路电流特点时需要测量电路中不同位置的电流,因此要将电流表接入A、B、C三点;连接电路过程中,为了保护电路元件,开关必须处于断开状态。
(2) 若两灯是并联状态,拆下干路的导线时,整个电路也会断路,两灯同样全部熄灭,因此仅通过拆下一根导线两灯都熄灭的现象,不能判定电路是串联的。
(3) 图乙中电压表指针偏转幅度很小,说明被测电压数值较小,当前使用的大量程测量精度不足,为了使实验结果更精确,断开开关后应该换用电压表的小量程,故选C。
(4) 电压表选用0~3V小量程时,分度值为0.1V,图丙的指针指向2.6V刻度处,因此A、B两点间电压为2.6V;串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和,对应的关系式为$U_{AC}=U_{AB}+U_{BC}$。
(5) 若选择规格相同的小灯泡进行实验,得出的结论存在特殊性,因此要选择规格不同的小灯泡多次实验,目的是排除偶然性,寻找串联电路电压规律的普遍结论,故选B。
【答案】
(1) 电流表 断开 (2) 不能 (3) C (4) 2.6 $U_{AC}=U_{AB}+U_{BC}$ (5) 不同 B
【知识点】
串联电路规律;电表使用;电路操作规范
【点评】
本题是串联电路电流、电压特点探究的基础实验题,覆盖了实验操作细节、串并联现象辨析、电压表读数、多次实验目的等核心考点,易错点是第二问的串并联判定、探究类实验多次测量的目的区分,需要学生准确理解实验操作的底层逻辑,不要死记硬背结论。
【难度系数】
0.7