5. 小明按如图(a)所示的电路进行实验,当开关闭合后,$\mathrm{V}_1$和$\mathrm{V}_2$的指针位置完全一样,如图(b)所示,造成这一现象的原因可能是(
D
)。

A.灯泡$\mathrm{L}_1$可能断路
B.$\mathrm{V}_1$和

所选量程不同,同时灯泡$\mathrm{L}_1$短路
C.灯泡$\mathrm{L}_2$可能短路
D.$\mathrm{V}_1$和$\mathrm{V}_2$所选量程不同,同时电路各处完好
解析:
【分析】首先明确电路结构:灯泡L₁与L₂串联,电压表V₁测电源总电压,电压表V₂测L₂两端电压。根据串联电路电压规律,总电压等于各部分电压之和,因此V₁示数大于V₂示数。接下来逐一分析选项:A选项中L₁断路时V₂无示数,无法与V₁指针位置相同;B选项中L₁短路且量程不同时,指针偏转角度不同,位置不会一致;C选项中L₂短路时V₂示数为0,不符合;D选项中电路完好时,若V₁用大量程、V₂用小量程,当总电压为L₂电压的5倍时,指针位置可完全相同,符合题意。
【解析】1. 确定电路与电表测量对象:由图(a)可知,L₁与L₂串联,V₁测电源总电压,V₂测L₂两端电压。根据串联电路电压规律:U总=U₁+U₂,故V₁示数大于V₂示数。
2. 分析各选项:
选项A:若L₁断路,V₂所在电路断开,示数为0,与V₁示数不等,指针位置无法相同,排除;
选项B:若L₁短路,V₂测电源电压,此时V₁、V₂示数相等;但量程不同时,电压表大量程分度值是小量程的5倍,指针偏转角度不同,位置不会完全一致,排除;
选项C:若L₂短路,V₂被短路,示数为0,与V₁示数不等,排除;
选项D:电路完好时,V₁测总电压、V₂测L₂电压,总电压大于L₂电压;若V₁选0~15V量程,V₂选0~3V量程,当U总=5U₂时,两表指针偏转格数相同,指针位置完全一样,符合题意,故选D。
【答案】D
【知识点】串联电路电压规律、电压表的使用
【点评】本题考查串联电路电压规律及电压表量程特点,关键是明确各电表测量对象,结合串联电压关系分析指针位置相同的原因,属于电路基础分析题,需准确判断电路状态。
【难度系数】0.5