说说电压表串联

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用电压表测量用电器的电压时，应将电压表与被测用电器并联（如图1）。若电压表与被测用电器串联，就不能测出用电器的电压（如图2）。这是因为电压表对电流的阻碍作用很大，电路中的电流非常小，小灯泡不亮，此时小灯泡（对电流的阻碍作用远远小于电压表）相当于一根导线，电压表的负接线柱相当于与电源负极相连，电压表测的是电源电压。
       

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        例1  如图3所示的电路中，各元件均为实验室里的常用器材，当开关闭合后，下列说法中正确的是（    ）
        A. 两表指针均有明显偏转
        B. 两表指针均几乎不动
        C. 电流表指针有明显偏转，电压表指针几乎不动
        D. 电压表指针有明显偏转，电流表指针几乎不动
       

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        分析：电压表串联在电路中，可以认为没有电流经过电流表，所以电流表指针几乎不动。此时电阻与电流表相当于导线，电压表测电源电压，所以电压表指针有明显偏转，故选（D）。
         
        例2  如图4所示的电路中，电源电压不变，S闭合后，电压表示数将（    ）
        A. 变小          B. 变大           C. 不变
       

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        分析：S闭合之前，S和L1所在支路断路，电压表与L2串联接在电源上，此时L2相当于导线，电压表测电源电压，两灯都不亮。
        S闭合后，L1与L2串联构成回路，电压表测L1两端电压。根据串联分压的特点，L1两端的电压应小于电源电压。此时两灯都亮。
        因此S闭合后电压表示数变小，选（A）。
         
        例3  如图5所示是某同学做实验时的电路图，A、B、C、D是四个接线柱，闭合开关后，发现灯L1、L2都不亮，已经确定原因是一只灯泡的灯丝断了。在不拆开电路的情况下，如何用一只电压表检测出是哪只灯泡坏了，说说你的办法。
       

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        分析  用假设法来推理。
        电压表接D、C两接线柱，如果L1灯丝断，则电压表与L2串联，电压表测的是电源电压；如果L2灯丝断，则电压表无示数。
        电压表接B、C也可以，分析方法相同。
         
        例4  图6是小华和小红做“测小灯泡功率”实验的电路图，其中电源为两节新的干电池，小灯泡的额定电压是2.5V，滑动变阻器上标有“15Ω1A”字样，小华连接完电路并闭合开关后，发现小灯泡不亮，而电压表示数为“3V”，电流表示数为零。产生这一现象的原因是_____________。
       

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        分析：电压表的示数为3V，与电源（两节新干电池）电压相同，而电流表示数为零。由前几例可知，是因为小灯泡处发生断路，使电压表与滑动变阻器串联接在电源两端。
         
        例5  同学们做电学实验时应学会检查和排除电路故障。如图7是一位同学研究串联电路电流、电压特点的电路图，当闭合开关时，灯L1亮，灯L2亮，

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和

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均有示数。其故障原因可能是（    ）
        A. L1短路            B. L2短路
        C. L1断路            D. L2断路
       

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        图7
        分析：灯L1亮说明不是“电压表串联”，解此题可用排除法。
        电流表有示数，说明电路为通路，排除（C）、（D）。灯L1亮排除（A）。则（B）是正确答案：L2短路相当于导线，电路中只有L1一个用电器，闭合开关后电流表测量经过L1的电流，电压表测量L1两端的电压，两表均有示数，且灯L1亮。
         
        例6  如图8所示电路中，电表完好，闭合开关后，灯L1、L2都正常发光，如果将电压表与电流表互换，则（    ）
        A. 电压表示数不变，灯L1、L2不亮。
        B. 电压表示数变小，灯L1、L2变亮。
        C. 电流表示数变大，灯L1、L2变亮。
        D. 电流表、电压表烧坏，灯L1、L2不亮。
       

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        分析：图8是并联电路，电压表测量电源电压，电流表测量干路电流。将电压表与电流表互换后，电压表串联在电路中，可以认为没有电流经过电路，所以灯L1、L2不亮，电流表示数为零，电压表仍测电源电压，故选（A）。