Question

5．在如图所示的电路中，电源电压为3V，L₁和L₂是两个完全相同的灯泡．求：
（1）只闭合S₂时，若电流表A的示数为0.44A，则通过L₁和L₂两端电压和通过的电流分别是多少？
（2）当闭合S₁和S₃时，若电流表A的示数为0.58A，则通过L₁和L₂的电流和两端的电压分别是多少？
（3）只闭合S₁时，若电流表A的示数为0.49A，则通过L₁和L₂的电流和两端的电压分别是多少？
（4）电压表并联在L₁两端，只闭合S₂，如果两灯都不亮，电压表示数为3V，电流表无示数，电路故障原因是什么？如果一灯亮，另一灯不亮，电压表无示数，电流表有示数，电路故障原因是什么？

Answer 1

分析 （1）只闭合S₂时，两灯泡串联，知道电流表的示数，利用串联电路的电流特点可知通过两灯泡的电流，据串联电路电压的特点可以计算两灯泡两端的电压；
（2）当闭合S₁和S₃时，两灯泡并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知通过两灯泡的电流关系，根据并联电路的电流特点求出通过两灯泡的电流；
（3）只闭合S₁时，电路为L₁的简单电路，L₂被短路，根据电流表的示数和电路断路可知通过两灯泡的电流关系；
（4）据电路的故障分析判断即可解决．

解答 解：（1）只闭合S₂时，两灯泡串联，电流表测电路中的电流，
因为串联电路中各处的电流相等，所以通过两灯泡的电流均为0.44A；
L₁和L₂是两个完全相同的灯泡，故两灯泡的电压相等，都是$\frac{3V}{2}$=1.5V；
（2）当闭合S₁和S₃时，两灯泡并联，电流表测干路电流，
因为并联电路中各支路两端的电压相等，完全相同灯泡的电阻相等，
所以根据欧姆定律可得，通过两灯泡的电流相等，即I₁=I₂=$\frac{I}{2}$=$\frac{0.58A}{2}$=0.29A；
两灯泡的电压相等，都等于电源电压，即为3V；
（3）只闭合S₁时，电路为L₁的简单电路，L₂被短路，电流表测电路中的电流，则通过L₁的电流为0.49A，通过L₂的电流为0A；故L₁的电压是3V，L₂的电压是0；
（4）电压表并联在L₁两端，只闭合S₂，如果两灯都不亮，电流表无示数，即此时为断路，电压表示数为3V，即表明电压表能和电源相连，故可能是L₁断路导致的．
如果一灯亮，另一灯不亮，电流表有示数，即该电路有电流；电压表无示数，即说明L₁短路．
答：（1）只闭合S₂时，通过L₁和L₂的电流分别是0.44A、0.44A；两端电压均为1.5V；
（2）当闭合S₁和S₃时，通过L₁和L₂的电流分别是0.29A、0.29A；两灯泡的电压相等，都等于电源电压，即为3V；
（3）只闭合S₁时，通过L₁和L₂的电流分别是0.49A、0A；L₁的电压是3V，L₂的电压是0；
（4）电压表并联在L₁两端，只闭合S₂，如果两灯都不亮，电压表示数为3V，电流表无示数，L₁断路；如果一灯亮，另一灯不亮，电压表无示数，电流表有示数，说明L₁短路．

点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电路三种状态的应用，分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键．