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B
闭合开关并迅速断开
电流表指针正向偏转
E
F
向左
3.5
【分析】
我们解题第一步先梳理不同开关状态下的电路结构:从电源正极出发追踪电流路径,先判断各开关通断时的用电器连接方式、电表测量对象,再结合串并联电路规律、电表特性、短路相关知识逐个验证选项:
1. 先明确基础电路:仅闭合S1时,电流路径为电源正极→S1→电流表→L1→电源负极,只有L1接入电路,电压表并联在L1两端,测量电源电压;同时闭合S1、S2时,L1、L2两端都直接接在电源两端,二者并联,电流表测干路总电流,电压表仍测量电源电压。
2. 逐个分析选项:
选项A:并联电路两支路电压相等,若两灯泡规格完全相同,由I=U/R可知通过两灯的电流完全相等,“一定不相同”的表述错误。
选项B:先闭合S1时,电流表示数等于通过L1的电流,电压表示数等于电源电压;再闭合S2后,并联新增L2支路,电源电压不变因此电压表示数不变,干路电流等于两支路电流之和,因此电流表示数变大,符合规律。
选项C:若L1短路,闭合S1、S2后,电流会直接从电源正极经开关、短路的L1回到负极,发生电源整体短路,L2也被短路,不会发光。
选项D:若电压表和电流表位置对调,电压表会串联在电路中,由于电压表内阻极大,电路中电流几乎为零,电流表不会烧坏,电压表测量电源电压,只要电源电压不超过电压表量程,电压表也不会烧坏。
【解析】
我们结合电路规律逐一判断选项:
1. 分析A选项:同时闭合S1、S2时,L1与L2并联,两端电压均等于电源电压,若两灯泡规格相同,根据I=U/R,通过两个灯泡的电流相等,因此“通过两灯泡的电流一定不相同”的结论错误,A不符合题意。
2. 分析B选项:先闭合S1,电路为L1的简单电路,电压表测量电源电压,电流表测量通过L1的电流I₁;再闭合S2,两灯泡并联,电压表仍然测量电源电压,因此电压表示数不变;并联电路干路电流等于各支路电流之和,此时电流表测量的干路总电流I=I₁+I₂,因此电流表示数变大,B符合题意。
3. 分析C选项:若灯L1短路,闭合S1、S2后,电源正负极直接被导线连通,发生电源短路,灯L2也被短路,没有电流通过L2,因此L2不会发光,C不符合题意。
4. 分析D选项:将电压表和电流表位置对调后,电压表串联接入电路,由于电压表内阻极大,电路中电流极小,电流表示数几乎为0,电流表不会烧坏;电压表两端电压等于电源电压,没有超出其量程,电压表也不会烧坏,D不符合题意。
【答案】B
【知识点】
并联电路电流规律,电源短路判断,电表使用规则
【点评】
本题是电路分析的基础题型,重点考察实物电路的识别能力,以及对串并联电路特点、电表特性的理解,易错点是忽略“灯泡规格可能相同”的前提误选A,或是不理解电压表高内阻的特性误以为电表对调后会烧坏,解题时先理清不同状态下的电流路径是核心步骤。
【难度系数】0.7
【分析】
我们可以结合电流表的使用规则逐步推导思路:首先回忆电流表的操作禁忌,电流表绝对不允许不经过用电器直接接在电源两端,否则会因短路电流过大烧坏电表,本题电路中只有电流表和开关串联,没有其他用电器,因此不能长时间闭合开关,必须采用短时间试触的操作。其次结合电流表的偏转规律:电流从电流表正接线柱流入、负接线柱流出时,指针会正向偏转,反之指针反向偏转,因此只要观察试触瞬间的指针偏转方向,就能判断出电池的正负极。
【解析】
本题电路没有额外串联用电器,直接长时间闭合开关相当于把电流表直接接在电源两极,极易损坏电流表,因此正确操作是闭合开关并迅速断开,完成试触。根据电流表的工作特性,当电流从电流表正接线柱流入、负接线柱流出时,电流表指针正向偏转,此时就可以判定与电流表正接线柱相连的一端为“硬币”电池的正极。
【答案】
闭合开关并迅速断开 电流表指针正向偏转
【知识点】
电流表使用规则;电源正负极判断
【点评】
本题结合自制“硬币电池”的综合实践场景命题,跳出了常规纸面知识点考察的模式,重点考察实际实验操作中的试触规范,引导学生关注实操中避免损坏实验器材的注意事项,贴合真实实验场景,实用性较强。
【难度系数】
0.5
【分析】
这道题的核心是利用电路通路的特性来判断暗埋导线的两端,解题思路可以按现象逐步推导:1. 首先明确规律:将任意两个外侧接线头相连后,若对应灯泡发光,说明此时电源、灯泡、两根完整的待测导线共同构成了闭合回路;若灯泡不发光,说明无法形成闭合通路,对应接线头不属于能连通的两根导线。2. 先从第一次“连接D、E全不亮”的现象入手,排除B和D、E同线的可能,缩小B的配对范围。3. 再结合后续两次亮灯的现象,逐步排除已确定的配对,剩下的组合就是剩余导线的两端,最后用第三次现象验证推导结果即可。
【解析】
我们分三步结合实验现象推导:
1. 连接D、E时,两个小灯泡均不发光,说明电路无法形成闭合通路,证明B端无法通过导线和D、E连通,因此B的另一端不可能是D、E,仅能是F。
2. 连接D、F时绿灯发光,说明电路形成闭合通路,即接在绿灯两端的B、C,通过两根完整的待测导线连通了D、F,说明B、C分别和D、F属于两根独立导线。结合第一步得到的B和F同线的结论,可推出C和D属于同一根导线。
3. 三组导线的所有接线端为A、B、C和D、E、F,已经确定B-F、C-D两组配对,剩余的A和E必然属于同一根导线。最后验证第三次操作:连接E、F时红灯发光,接在红灯两端的A、B通过A-E、B-F两根完整导线形成闭合回路,完全符合实验现象,推导成立。
【答案】
E;F
【知识点】
电路通路判断
暗线导线识别
【点评】
本题是生活化的物理实践应用题,跳出了常规电路题的直观电路场景,需要结合通路特性逐步做逻辑排除推导,很考验学生的严谨推理能力,解题的关键是抓住“灯泡亮就对应两根完整导线构成回路”这个核心规律,避免乱配对出错。
【难度系数】
0.6
【分析】
这道题的核心是利用电路通路的特性来判断暗埋导线的两端,解题思路可以按现象逐步推导:1. 首先明确规律:将任意两个外侧接线头相连后,若对应灯泡发光,说明此时电源、灯泡、两根完整的待测导线共同构成了闭合回路;若灯泡不发光,说明无法形成闭合通路,对应接线头不属于能连通的两根导线。2. 先从第一次“连接D、E全不亮”的现象入手,排除B和D、E同线的可能,缩小B的配对范围。3. 再结合后续两次亮灯的现象,逐步排除已确定的配对,剩下的组合就是剩余导线的两端,最后用第三次现象验证推导结果即可。
【解析】
我们分三步结合实验现象推导:
1. 连接D、E时,两个小灯泡均不发光,说明电路无法形成闭合通路,证明B端无法通过导线和D、E连通,因此B的另一端不可能是D、E,仅能是F。
2. 连接D、F时绿灯发光,说明电路形成闭合通路,即接在绿灯两端的B、C,通过两根完整的待测导线连通了D、F,说明B、C分别和D、F属于两根独立导线。结合第一步得到的B和F同线的结论,可推出C和D属于同一根导线。
3. 三组导线的所有接线端为A、B、C和D、E、F,已经确定B-F、C-D两组配对,剩余的A和E必然属于同一根导线。最后验证第三次操作:连接E、F时红灯发光,接在红灯两端的A、B通过A-E、B-F两根完整导线形成闭合回路,完全符合实验现象,推导成立。
【答案】
E;F
【知识点】
电路通路判断
暗线导线识别
【点评】
本题是生活化的物理实践应用题,跳出了常规电路题的直观电路场景,需要结合通路特性逐步做逻辑排除推导,很考验学生的严谨推理能力,解题的关键是抓住“灯泡亮就对应两根完整导线构成回路”这个核心规律,避免乱配对出错。
【难度系数】
0.6
【分析】
解题时第一步先梳理电路连接方式:将电流表等效为导线,可判断三个灯泡L₁、L₂、L₃为并联关系。接下来先确定电流从电源正极流出的走向,对比L₂两端的电势高低,就能直接得到通过L₂的电流方向。第二步要明确每个电流表的测量对象:A₁在干路测总电流,A₂测量的是L₂和L₃的电流之和,A₃测量的是L₁和L₂的电流之和。第三步结合已知的A₂、A₃示数,根据并联电路干路电流等于支路电流之和的规律,列出两个电流关系式。第四步对“交换某两个灯泡后两电流表示数均不变”的条件进行分类讨论:只有被交换的两个灯泡的支路电流相等时,交换后两个电流表的测量总电流才不会变化,逐一验证交换L₁和L₂、L₂和L₃、L₁和L₃三种情况,排除出现负电流、不符合题意的情况,最终算出干路A₁的总电流。
【解析】
1. 判断电流方向:
开关闭合后,电流从电源正极流出,经过A₁后分流,流向L₂的电流是从L₂的右端流向左端,因此通过L₂的电流方向为向左。
2. 明确电流表测量对象:
三个灯泡并联,A₁测干路总电流,A₂测量L₂、L₃的电流之和,A₃测量L₁、L₂的电流之和。设通过三个灯泡的支路电流分别为$I_1$、$I_2$、$I_3$,根据题意可得:
$I_2 + I_3 = 3\ \mathrm{A}$ ①
$I_1 + I_2 = 1\ \mathrm{A}$ ②
3. 分类讨论交换灯泡的情况:
交换两个灯泡后A₂、A₃示数不变,说明被交换的两个灯泡的支路电流相等:
情况1:交换L₁和L₂,此时$I_1=I_2$,代入②式得$I_1=I_2=0.5\ \mathrm{A}$,代入①式得$I_3=3\ \mathrm{A}-0.5\ \mathrm{A}=2.5\ \mathrm{A}$,所有电流均为正值,符合物理规律。
情况2:交换L₂和L₃,此时$I_2=I_3$,代入①式得$I_2=I_3=1.5\ \mathrm{A}$,代入②式得$I_1=1\ \mathrm{A}-1.5\ \mathrm{A}=-0.5\ \mathrm{A}$,电流为负不符合实际,排除该情况。
情况3:交换L₁和L₃,此时$I_1=I_3$,代入①②可得$I_2+I_1=3\ \mathrm{A}$,与②式$I_1+I_2=1\ \mathrm{A}$矛盾,两电流表的示数会相等,不符合题意,排除该情况。
因此干路A₁的示数为总电流:$I=I_1+I_2+I_3=0.5\ \mathrm{A}+0.5\ \mathrm{A}+2.5\ \mathrm{A}=3.5\ \mathrm{A}$。
【答案】
向左;3.5
【知识点】
并联电路电流规律,电流表测量判断
【点评】
本题的核心难点是准确识别并联电路中各电流表的测量范围,不少同学容易误判A₂、A₃的测量对象导致出错;后续分类讨论交换灯泡的场景时,需要结合电流不能为负的物理常识排除不合理的情况,对逻辑严谨性有一定要求。
【难度系数】
0.3
【分析】
我们可以从三个功能要求逐步拆解推导电路结构:
1. 先处理特征最明确的第二个功能:打开任意一道门灯就亮,两道门都关灯才灭,说明S₁、S₂两个开关只要任意一个闭合,电路就要导通,只有两个都断开时电路才断路,因此S₁和S₂需要设计为并联结构。
2. 再结合S₃是单刀三掷开关,它有三个独立的档位,正好对应题目要求的三个功能:
第一个档位要实现无论门状态如何灯都不亮,只需要让这个档位对应的电路处于完全断路状态即可。
第二个档位接入我们之前确定的并联的S₁、S₂支路,就可以实现门控亮灯的功能。
第三个档位要实现无论门状态如何灯都常亮,只需要直接把灯的供电回路连通,跳过S₁、S₂的控制即可。
最后把电源、灯泡和上述结构组合,就能得到完全符合要求的电路。
【解析】
设计步骤如下:
1. 先确定核心元件的连接逻辑:将S₁与S₂并联,满足“任一闭合电路导通,全部断开电路断路”的门控要求。
2. 电源的正极先与灯泡的一端相连,灯泡的另一端连接单刀三掷开关S₃的可动端。
3. 给S₃的三个静触点分别分配三个功能:
① 第一个静触点不接入任何导线,处于悬空断路状态:当S₃拨到该位置时,整个灯的供电回路断开,无论S₁、S₂是闭合还是断开,灯都没有电流通过,实现“无论门开还是关,灯都不亮”的功能。
② 第二个静触点同时连接并联的S₁、S₂的一端,S₁、S₂的另一端共同接电源负极:当S₃拨到该位置时,只有S₁或S₂至少一个闭合,回路才导通灯亮,S₁、S₂都断开时回路断开灯灭,实现门控亮灯的功能。
③ 第三个静触点直接连接电源负极:当S₃拨到该位置时,灯直接通过S₃连通电源正负极,不受S₁、S₂的状态影响,始终有电流通过,实现“无论门开还是关,灯都亮”的功能。
最终组合得到的电路完全满足题目全部要求。
【答案】

【知识点】
并联电路特点;电路设计;单刀三掷开关
【点评】
本题是结合卡车驾驶室顶灯实际场景的应用型电路设计题,解题的突破口是先从门控亮灯的要求确定两个门控开关的并联关系,再利用单刀三掷开关的三个档位一一对应三个不同的工作状态,既考察了串并联电路的基础特性,也锻炼了学生结合实际需求拆解逻辑的科学思维能力,设计时要注意三个档位的功能不能互相冲突。
【难度系数】
0.4