16.小礼选用两节新的干电池,多个小灯泡,一个电压表,用如图甲所示电路来探究“串联电路的电压特点”。
(1)闭合开关后,小礼发现两个灯泡都不亮,电压表的示数接近电源电压。小礼接下来的操作最合理的是:断开开关,______(选填下列字母),然后闭合开关,观察电压表示数;
A.立即更换两个小灯泡 B.拧紧L1 及两端的接线柱
C.拧紧L2 及两端的接线柱
(2)为了避免结论具有偶然性,L1、L2 应选择(选填“相同”或“不同”)规格的灯泡;
(3)用电压表分别测出A与B、B与C、A 与C 两点间的电压为UAB、UBC、UAC,得到的数据记录在表中,分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是(用字母表示)。
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 0.8 2.2 3.0
2 1.0 2.0 3.0
3 1.2 1.8 3.0
【答案】(1)B;(2)不同;(3)UAB+UBC=UAC
【详解】(1)发现两个灯泡都不亮,说明电路可能断路,电压表的示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的灯泡L1断路,故应拧紧L1 及两端的接线柱,故B 符合题意,AC 不符合题意。故选B。
(2)为了避免偶然性,得到普遍规律,实验中最好选择规格不同的小灯泡。
(3)表格中数据得0.8V+2.2V=3.0V ;1.0V+2.0V=3.0V ;1.2V+1.8V=3.0V 。则可得到串联电路的电压特点是UAB+ UBC= UAC。
17.小明在“练习使用电流表和电压表”的实验中:
(1)连接电路时,开关应处于状态,电流表应先用(选填“大”或“小”)量程试触;
(2)小明连接的实验电路如图甲所示。闭合开关S,电流表指针(选填“反向偏转”或“不偏转”),发现上述问题后,他在原图上只改动一根导线就解决了问题,请你在图甲中画出改动后的电路(要求:在需要改动的导线上画“×”, 并用笔画出改动后的连线,导线不许交叉);
(3)接着,小明又添加一只电压表,按照图乙连接好电路,闭合开关后,发现L₁、L₂均不发光,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是(电路中只有一处故障);
(4)排除故障后,小明在测量了灯L₂两端的电压后,断开开关,然后将导线DF的D 端松开,接到A 接线柱上,测量灯L₁两端的电压,这一做法是否可行,理由是。
【答案】(1) 断开 大;(2) 不偏转 ;(3)L₂断路(4) 不可行电压表正负接线柱接反
【详解】(1)[1]为了电路安全,连接电路时要将开关断开。
[2]为了防止电路中电流过大损坏电流表,应用大量程进行试触,若指针偏转角度较小,则使用小量程,精确度更高,若指针偏转角度较大,则使用大量程。
(2)[1]图甲中电流表和L1 被短路,没有电流经过电流表和L1,所以电流表指针不会偏转。
[2]去掉连接电流表和电源负极的导线,再用导线将灯L2的右接线柱与电流表的0.6A 接线柱相连,电路为并联电路,电流表测量L1 所在支路的电流,如图所示
(3)闭合开关后,发现L₁、L₂均不发光,电路中可能存在断路,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能电压表的测量对象L₂断路,电压表串联进电路,相当于测量电源电压。
(4)[1][2]将导线DF的D 端松开,接到A 接线柱上,闭合开关后,电流将从电压表的负接线柱流进,会造成电压表指针反偏,所以不能测量L₁两端的电压。
18.探究串联电路中电压的规律。
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于状态,正确连接电路后,闭合开关,若两灯都不发光,且电压表示数接近电源电压,则故障的可能原因为;
(3)用电压表分别测出电压UAB、UBC 和UAC,其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表:
实验次序 电压UAB/V 电压UBC/V 电压UAC/V
1 1.7 2.9
2 1.3 1.6 2.9
3 1.1 1.8 2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路中总电压等于各部分电路两端电压;
②为使结论更具普遍性,小明要进行的操作是。
【答案】(1) ;(2)断开 灯泡L1断路
(3) 1.2之和换不同电压的电源多做几次实验
【详解】(1)根据图甲所示的电路图可知,两灯泡串联,电压表测L1的电压,故连接完整电路图
如下:
(2)[1]为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]正确连接电路后,闭合开关,两灯都不发光,电压表示数接近电源电压,说明电路中有断路,而电压表直接并联在了电源两端,可以正常测量电源电压,说明L2是通路,故应是灯泡L1断路。
(3)[1]如图丙可知,电压表选用小量程,分度值0.1V,故其示数为1.2V。
[2]分析表中数据可知,AC 两端电压UAC 始终等于AB 两端电压UAB与BC 两端电压UBC 之和,即串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和。
[3]为使结论更具普遍性,接下来应更换电压不同的电源多次实验,避免偶然性。19.小明和小丽分别用电流表和小灯泡做实验,检验两个猜想:
(1)用电器耗电,电流流过用电器会不会减小;
(2)并联电路干路电流是否等于各支路电流之和;
实验过程:
(3)小明按照甲图连接电路,请你用笔划线代替导线,帮他将电流表A1正确连入电路;(导线不许交叉)
(4)小丽也连接了电路,当她闭合S、S1,断开S2时,发现灯泡L1发光,A1表有示数,A2 表示数为0,如果电路元件完好,她接线时发生了错误,该错误是;
(5)排除故障后,A1、A2 表示数均如图丙所示,则通过L1 的电流为A;小丽分别用不同规格的灯泡替换 L1,重复上述实验,发现每次两块电流表示数虽有变化但都相同,由此判断电流流过用电器(选填“会”或“不会”)减小;
(6)为检验猜想(2),小明(填写开关的开闭情况),测量通过灯泡L2 的电流I2;并且按照正确的操作步骤测量通过L1的电流 I1和干路电流I,多次实验后记录数据如下表:
实验次数 I1/A I2/A I/A
1 0.30 0.22 0.50
2 0.22 0.28 0.50
3 0.24 0.22 0.47
4 0.28 0.30 0.58
小明分析表格中的数据得出结论:并联电路干路电流等于各支路电流之和。
请你分析这个结论的得出是否合理及判断的依据是:。
【答案】 电流表A2 被短接0.3
不会闭合S、S2,断开S1 结论合理,因为表中数据均在误差允许的范围内
【详解】(3)[1]电流表在使用时,电流由正接线柱流入,负接线柱流出,与被测电路串联,因此
电流表A1正确连入电路,如下图所示:
(4)[2]由题意知,当她闭合S、S1,断开S2时,发现灯泡L1发光,A1 表有示数,说明电路不可能发生断路,A2表在干路上,且示数为0,说明电流表A2被短接。
(5)[3]由图可知,两灯泡并联,电流表A1 在L1所在支路,测量该支路电流,电流表A2 在干路,测干路电流,根据并联电路电流的特点可知,A2的示数大于A1的示数,因此电流表A1选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,电流表A2选用大量程,分度值为0.1A,示数为1.5A,所以通过L1的电流为0.3A。
[4]由题意知,分别用不同规格的灯泡替换L1,重复上述实验,发现每次两块电流表示数虽有变化但都相同,说明流经L2的电流始终不变,所以电流流过用电器不会减小。
(6)[5][6]由图可知,要想测量过灯泡L2的电流I2,应闭合S、S2,断开S1,此时电路中只有L2工作。由表中数据可知,在误差范围内,干路电流总等于各支路电流之和,因此结论是合理的。
20.在“探究串联电路的电压关系”的实验中,小聪和小明一起设计了如图甲所示的实验电路图。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,灯L1、L2 应该选择规格(选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)小聪把电压表接在A、B 之间,闭合开关,电压表示数如图乙所示。为了使实验结果更准确,接下来小聪应该:断开开关,;
(3)他们继续进行实验,得到的三组数据如表所示:
实验小组 L1两端电压/V L2两端电压/V 串联总电压/V
1 1.4 1.5 2.9
2 1.2 1.5 2.8
3 1.6 1.2 2.8
小明觉得实验数据中有一组不合理,小聪却认为三组数据都是合理的。你认为(选填“小聪”或“小明”)的观点是正确的;
(4)为了优化实验过程,小明设计了如图丙所示的电路。他的思路是:只闭合开关S 和S1,电压表测L1的电压;只闭合开关S 和S2,电压表就可以测L2 的电压。你是否赞同该设计方案?并说出你的理由。
答:。
【答案】(1)不同;(2)换接电压表0~3V小量程;(3)小聪;(4)见解析
【详解】(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,灯L1、L2应该选择规格不同的小灯泡并进行多次实验。
(2)从图乙可以看到,电压表的量程是0~15V,分度值为0.5V,读数是2V,为了使实验结果更准确,接下来他应该断开开关,更换电压表的量程,改为0~3V。
(3)实验中误差是不可避免的,由表可知,总体上串联总电压等于L1两端电压和L2两端电压之和,三组数据均合理,小聪的观点是正确的。
(4)只闭合开关S 和S1,电压表测L1 的电压,若此时电压表连接正确,只闭合开关S 和S2时,电压表的正负接线柱就接反了,无法测得L2的电压,所以不赞同该设计方案。
21.在探究串联电路的电压规律的实验中,图甲是实验电路图:
(1)根据电路图,请用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整。
(2)要用电压表分别测出AB、BC、AC两点间的电压,请在虚线框内设计一个记录实验数据的表 格。
(3)按图甲连好电路闭合开关,发现两灯均不发光,电压表有示数。故障是。
(4)排除故障,闭合开关,电压表的示数如图丙所示,则AB 两点间电压为V,在测量BC 两点间电压时,发现与AB 两点间电压相等。为了使结论更具普遍性,请提出一条合理化建议:。【答案】(1) ;(2)见解析;(3)L1断路;(4)1.4 见解析
【详解】(1)电路图中,两灯串联,电压表测灯L1的电压,由图乙可知电源电压为3V,故电压
表选用小量程与灯L1并联,如图所示:
(2)实验中需要记录AB、BC、AC间的电压值,为得出普遍性的规律要多次测量,记录实验数据
的表格如下表所示:
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1
2
3
(3)按图甲连好电路闭合开关,发现两灯均不发光,电路可能断路,电压表有示数,电压表与电源连通,故障可能是 L1断路。
(4)[1]排除故障,闭合开关,电压表的示数如图丙所示。电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.4V,则AB 两点间电压为1.4V。
[2]在测量BC 两点间电压时,发现与AB 两点间电压相等。是因为选用的两个灯泡规格相同。为了使结论更具普遍性,应换用不同规格的灯泡多次实验。