8 某新型手电筒由电池、开关和三粒相同的 LED 灯珠连接而成,工作时每粒灯珠都正常发光且电压都为 U。为探究三粒灯珠的连接方式,小明从正在发光的该新型手电筒中取下其中一粒灯珠,发现另外两粒灯珠不亮,则手电筒中三粒灯珠是
串
联的。手电筒正常工作时通过三粒灯珠的电流相等
(相等/不相等),手电筒电池的电压为$3U$
。答案:8. 串 相等 $3U$
解析:
【分析】
我们可以分三步推导结论:第一步先根据实验现象判断连接方式,串并联电路的核心区别之一是用电器之间是否相互影响,取下一粒灯珠后另外两粒都不亮,说明移除一个用电器后整个电路断路,其余用电器无法工作,符合串联的特征,排除并联的可能。第二步结合串联电路的电流规律,串联电路只有一条电流路径,各处电流都相等,就能得到三粒灯珠的电流关系。第三步结合串联电路的电压规律,总电压等于各部分用电器两端电压之和,已知每粒灯珠正常工作电压为U,相加就能算出电源总电压。
【解析】
1. 判断连接方式:取下一粒灯珠后另外两粒灯珠不亮,说明三粒灯珠工作时相互影响,只有一条电流路径,符合串联电路的工作特点,因此三粒灯珠是串联的。
2. 判断电流大小关系:串联电路中各处电流相等,三粒灯珠串联在同一电路中,因此通过三粒灯珠的电流相等。
3. 计算电源电压:串联电路总电压等于各串联用电器两端电压之和,每粒灯珠正常发光时电压为U,因此电源总电压为U+U+U=3U。
【答案】
串 相等 $3U$
【知识点】
串并联判断,串联电流规律,串联电压规律
【点评】
本题结合生活中手电筒的实际场景考查串并联电路的基础规律,属于基础应用题,核心是抓住“取下灯珠其余灯不亮”的关键现象区分串联和并联的特性,牢记串联电路的电流、电压规律即可顺利解题,部分同学容易忽略实验现象直接默认多灯珠是并联,是本题的常见易错点。
【难度系数】
0.8
我们可以分三步推导结论:第一步先根据实验现象判断连接方式,串并联电路的核心区别之一是用电器之间是否相互影响,取下一粒灯珠后另外两粒都不亮,说明移除一个用电器后整个电路断路,其余用电器无法工作,符合串联的特征,排除并联的可能。第二步结合串联电路的电流规律,串联电路只有一条电流路径,各处电流都相等,就能得到三粒灯珠的电流关系。第三步结合串联电路的电压规律,总电压等于各部分用电器两端电压之和,已知每粒灯珠正常工作电压为U,相加就能算出电源总电压。
【解析】
1. 判断连接方式:取下一粒灯珠后另外两粒灯珠不亮,说明三粒灯珠工作时相互影响,只有一条电流路径,符合串联电路的工作特点,因此三粒灯珠是串联的。
2. 判断电流大小关系:串联电路中各处电流相等,三粒灯珠串联在同一电路中,因此通过三粒灯珠的电流相等。
3. 计算电源电压:串联电路总电压等于各串联用电器两端电压之和,每粒灯珠正常发光时电压为U,因此电源总电压为U+U+U=3U。
【答案】
串 相等 $3U$
【知识点】
串并联判断,串联电流规律,串联电压规律
【点评】
本题结合生活中手电筒的实际场景考查串并联电路的基础规律,属于基础应用题,核心是抓住“取下灯珠其余灯不亮”的关键现象区分串联和并联的特性,牢记串联电路的电流、电压规律即可顺利解题,部分同学容易忽略实验现象直接默认多灯珠是并联,是本题的常见易错点。
【难度系数】
0.8
9 如图甲所示的串联电路中,闭合开关 S 时,小桂发现$\mathrm{L}_{1}$比$\mathrm{L}_{2}$亮,他猜想可能有下列原因:猜想一:通过$\mathrm{L}_{1}$的电流比通过$\mathrm{L}_{2}$的大。猜想二:$\mathrm{L}_{1}$更加靠近电源正极。为验证猜想,他做了以下探究。
(1) 为了验证猜想一,小桂用电流表分别测出图甲中$A$、$B$、$C$三处的电流,电流表的示数均如图乙所示,为
(2) 为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,操作时开关应该处于

(1) 为了验证猜想一,小桂用电流表分别测出图甲中$A$、$B$、$C$三处的电流,电流表的示数均如图乙所示,为
0.2
A,说明猜想一错误。同时他发现:该电路中任意一处断开,$\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$均不能发光,说明串联电路有1
条通路。(2) 为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,操作时开关应该处于
断开
状态,最后发现仍是$\mathrm{L}_{1}$比$\mathrm{L}_{2}$亮,说明猜想二错误
。答案:9. (1) 0.2 1 (2) 断开 错误
解析:
【分析】
解题时先分步处理两个小问:第一问首先确定电流表的量程,结合量程对应的分度值读出电流示数,三处电流相等直接验证猜想一错误;再根据串联电路任意一处断开整体断路的特点,判断串联电路的通路数量。第二问回忆电路拆装的安全操作要求,调整电路元件时开关必须处于断开状态,对调灯泡位置后亮度不变,直接说明猜想二不成立,紧扣串联电路基础特点和实验操作规范即可顺利得到结果。
【解析】
(1) 图乙中电流表接线柱接的是0~0.6A量程,该量程下分度值为0.02A,指针指向0.2A刻度线位置,因此电流表示数为0.2A;串联电路任意一处断开,两个灯泡都无法发光,说明电流只有唯一的一条流通路径,即串联电路有1条通路。
(2) 对调两个小灯泡位置属于拆装电路操作,为了保护电路元件,避免短路故障损坏器材,操作时开关应该处于断开状态;对调位置后L1不再靠近电源正极,但仍然比L2亮,说明灯泡亮度和是否靠近电源正极没有关联,因此猜想二错误。
【答案】
(1) 0.2;1 (2) 断开;错误
【知识点】
电流表读数,串联电路特点,电路连接规范
【点评】
本题是串联电路电流规律的基础探究实验题,既考查了电流表的基础读数方法,又纠正了初学者常见的“靠近电源正极的灯泡电流更大、亮度更高”的错误认知,同时强化了电路拆装时开关断开的安全操作要求,知识点覆盖全面,能有效巩固串联电路的基础性质。
【难度系数】
0.9
解题时先分步处理两个小问:第一问首先确定电流表的量程,结合量程对应的分度值读出电流示数,三处电流相等直接验证猜想一错误;再根据串联电路任意一处断开整体断路的特点,判断串联电路的通路数量。第二问回忆电路拆装的安全操作要求,调整电路元件时开关必须处于断开状态,对调灯泡位置后亮度不变,直接说明猜想二不成立,紧扣串联电路基础特点和实验操作规范即可顺利得到结果。
【解析】
(1) 图乙中电流表接线柱接的是0~0.6A量程,该量程下分度值为0.02A,指针指向0.2A刻度线位置,因此电流表示数为0.2A;串联电路任意一处断开,两个灯泡都无法发光,说明电流只有唯一的一条流通路径,即串联电路有1条通路。
(2) 对调两个小灯泡位置属于拆装电路操作,为了保护电路元件,避免短路故障损坏器材,操作时开关应该处于断开状态;对调位置后L1不再靠近电源正极,但仍然比L2亮,说明灯泡亮度和是否靠近电源正极没有关联,因此猜想二错误。
【答案】
(1) 0.2;1 (2) 断开;错误
【知识点】
电流表读数,串联电路特点,电路连接规范
【点评】
本题是串联电路电流规律的基础探究实验题,既考查了电流表的基础读数方法,又纠正了初学者常见的“靠近电源正极的灯泡电流更大、亮度更高”的错误认知,同时强化了电路拆装时开关断开的安全操作要求,知识点覆盖全面,能有效巩固串联电路的基础性质。
【难度系数】
0.9
10 在“探究串联电路电压的特点”活动中:
(1)如图甲所示,连接电路时,至少需要根导线;实验中应选择规格(相同/不同)的小灯泡。
(2)根据电路图,请用笔画线代替导线,连接图乙中的实物图。
(3)小刚用电压表测量 $\mathrm{L}_1$ 两端的电压时,直接选用$0∼3\ \mathrm{V}$的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法是先用的量程进行试触,如果试触结果不超过$3\ \mathrm{V}$,那么再改用小量程测量。
(4)小刚保持电压表的$B$连接点不动,只断开$A$连接点,并改接到$C$连接点上,测量$\mathrm{L}_2$两端的电压。他能否测出$\mathrm{L}_2$两端的电压?,理由是。
(5)小刚分别测出$AB$、$BC$、$AC$间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小刚的做法进行评价:,改进方法是。

(6)小刚接下来又按正确的方法测出了一组$AB$、$BC$及$AC$间的电压,分别为$U_{AB}=2.4\ \mathrm{V}$,$U_{BC}=1.4\ \mathrm{V}$,$U_{AC}$的示数如图丙所示,可读出$U_{AC}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{V}$。根据测量结果,在误差允许范围内,你认为串联电路中用电器两端的电压和电源电压的关系是(用给出的物理量表示)。

(1)如图甲所示,连接电路时,至少需要根导线;实验中应选择规格(相同/不同)的小灯泡。
(2)根据电路图,请用笔画线代替导线,连接图乙中的实物图。
(3)小刚用电压表测量 $\mathrm{L}_1$ 两端的电压时,直接选用$0∼3\ \mathrm{V}$的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法是先用的量程进行试触,如果试触结果不超过$3\ \mathrm{V}$,那么再改用小量程测量。
(4)小刚保持电压表的$B$连接点不动,只断开$A$连接点,并改接到$C$连接点上,测量$\mathrm{L}_2$两端的电压。他能否测出$\mathrm{L}_2$两端的电压?,理由是。
(5)小刚分别测出$AB$、$BC$、$AC$间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小刚的做法进行评价:,改进方法是。
(6)小刚接下来又按正确的方法测出了一组$AB$、$BC$及$AC$间的电压,分别为$U_{AB}=2.4\ \mathrm{V}$,$U_{BC}=1.4\ \mathrm{V}$,$U_{AC}$的示数如图丙所示,可读出$U_{AC}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{V}$。根据测量结果,在误差允许范围内,你认为串联电路中用电器两端的电压和电源电压的关系是(用给出的物理量表示)。
答案:
10. (1) 6 不同 (2) 如图所示 (3) $0∼15\ \mathrm{V}$ (4) 不能 电压表的正、负接线柱接反了 (5) 不合理,一次实验具有偶然性 更换规格不同的灯泡进行多次实验 (6) 4 $U_{AC}=U_{AB}+U_{BC}$

10. (1) 6 不同 (2) 如图所示 (3) $0∼15\ \mathrm{V}$ (4) 不能 电压表的正、负接线柱接反了 (5) 不合理,一次实验具有偶然性 更换规格不同的灯泡进行多次实验 (6) 4 $U_{AC}=U_{AB}+U_{BC}$
解析:
【分析】
这是一道串联电路电压探究的常规实验题,我们可以顺着实验操作的逻辑一步步思考:
1. 第一小问先数电路图里的导线总数,再从实验结论普遍性的角度判断灯泡规格的选择要求;
2. 第二小问按照串联电路的路径,把实物依次连通,再对应电路图把电压表并联到指定位置即可;
3. 第三小问回忆电压表选择量程的规范操作,优先用大量程试触避免电表损坏;
4. 第四小问分析改接导线后电流在电压表中的流向,判断正负接线柱是否接反;
5. 第五小问从实验结论的严谨性角度,评价单次实验的缺陷,给出多次实验的改进方案;
6. 第六小问结合已知的两个分电压数值,判断电压表的量程,读出总电压,最后总结误差允许范围内的电压规律。
【解析】
(1)数图甲的电路导线:串联主回路有4根导线,加上电压表并联的2根导线,总共6根导线;如果选择相同规格的小灯泡,实验数据会非常特殊,无法得到普遍规律,因此要选择规格不同的小灯泡。
(2)实物连接步骤:从电源正极出发,依次连接开关、L₁、L₂,回到电源负极完成串联主回路,再将电压表并联在L₁两端,保证电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出即可。
(3)电压表选择量程的规范操作是:先用0~15V的大量程进行试触,如果试触显示的电压不超过3V,再换用0~3V的小量程测量,既可以保护电表,也能提高测量精度。
(4)只断开A连接点改接到C点时,电流会从电压表的负接线柱流入、正接线柱流出,电压表正负接线柱接反,指针反向偏转,因此无法测出L₂两端的电压。
(5)小刚只进行了一次实验就得出结论,一次实验的结果具有偶然性,结论不具备普遍适用性;改进方法是更换规格不同的灯泡,进行多次重复实验,得到普遍规律。
(6)已知U_AB=2.4V,U_BC=1.4V,两者之和为3.8V,因此总电压U_AC超过3V,电压表选用的是0~15V量程,分度值为0.5V,读数为4V;在误差允许范围内,串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,即U_AC=U_AB+U_BC。
【答案】
(1) 6 不同 (2)
(3) $0∼15\ \mathrm{V}$ (4) 不能 电压表的正、负接线柱接反了 (5) 不合理,一次实验具有偶然性 更换规格不同的灯泡进行多次实验 (6) 4 $U_{AC}=U_{AB}+U_{BC}$
【知识点】
串联电路电压特点、电压表的使用、实验多次测量
【点评】
本题全面覆盖了串联电路电压探究实验的所有核心考点,从电路连接细节、电压表操作规范,到实验严谨性评价、规律总结都有涉及,易错点是改接电压表后正负接线柱反接的判断,能很好地检验学生对该实验操作细节的掌握程度。
【难度系数】
0.7
这是一道串联电路电压探究的常规实验题,我们可以顺着实验操作的逻辑一步步思考:
1. 第一小问先数电路图里的导线总数,再从实验结论普遍性的角度判断灯泡规格的选择要求;
2. 第二小问按照串联电路的路径,把实物依次连通,再对应电路图把电压表并联到指定位置即可;
3. 第三小问回忆电压表选择量程的规范操作,优先用大量程试触避免电表损坏;
4. 第四小问分析改接导线后电流在电压表中的流向,判断正负接线柱是否接反;
5. 第五小问从实验结论的严谨性角度,评价单次实验的缺陷,给出多次实验的改进方案;
6. 第六小问结合已知的两个分电压数值,判断电压表的量程,读出总电压,最后总结误差允许范围内的电压规律。
【解析】
(1)数图甲的电路导线:串联主回路有4根导线,加上电压表并联的2根导线,总共6根导线;如果选择相同规格的小灯泡,实验数据会非常特殊,无法得到普遍规律,因此要选择规格不同的小灯泡。
(2)实物连接步骤:从电源正极出发,依次连接开关、L₁、L₂,回到电源负极完成串联主回路,再将电压表并联在L₁两端,保证电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出即可。
(3)电压表选择量程的规范操作是:先用0~15V的大量程进行试触,如果试触显示的电压不超过3V,再换用0~3V的小量程测量,既可以保护电表,也能提高测量精度。
(4)只断开A连接点改接到C点时,电流会从电压表的负接线柱流入、正接线柱流出,电压表正负接线柱接反,指针反向偏转,因此无法测出L₂两端的电压。
(5)小刚只进行了一次实验就得出结论,一次实验的结果具有偶然性,结论不具备普遍适用性;改进方法是更换规格不同的灯泡,进行多次重复实验,得到普遍规律。
(6)已知U_AB=2.4V,U_BC=1.4V,两者之和为3.8V,因此总电压U_AC超过3V,电压表选用的是0~15V量程,分度值为0.5V,读数为4V;在误差允许范围内,串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,即U_AC=U_AB+U_BC。
【答案】
(1) 6 不同 (2)
【知识点】
串联电路电压特点、电压表的使用、实验多次测量
【点评】
本题全面覆盖了串联电路电压探究实验的所有核心考点,从电路连接细节、电压表操作规范,到实验严谨性评价、规律总结都有涉及,易错点是改接电压表后正负接线柱反接的判断,能很好地检验学生对该实验操作细节的掌握程度。
【难度系数】
0.7