初中物理人教版九年级全册第2节 串、并联电路电压的规律教案设计

16.2串、并联电路中电压的规律

【学习目标】

1.会正确使用电压表接入串、并联电路，并能画出相应的电路图；

2.会分析实验数据，归纳总结串、并联电路各自电压的规律；

3.会利用串、并联电路的电压规律解决简单问题。

【要点梳理】

要点一、串联电路中电压的规律
(1)提出问题：串联电路中各部分电路两端电压与总电压有什么关系呢？

(2)猜想与假设：
　　①串联电路中各部分电路两端的电压相等；
　　②串联电路中各部分电路两端的电压之和等于总电压。
(3)实验设计：
　实验器材：两节干电池，六只小灯泡(其中第二次实验用的两只相同)，1只电压表，一只开关，导线若干。
　实验步骤：
　　①分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点，B、C两点，A、C两点间测量电压，看看它们之间有什么关系。
　　②换上另外四只灯泡，再测两次，看看是否还有同样的关系。
　　三次测量的电路图分别如图所示：
　　　　　　　　　　　
(4)进行实验与记录数据：按上述要求进行实验，实验记录如下表所示。

(5)分析与论证：
　　从实验过程和实验记录中可以看出，两灯泡的规格相同时，U1=U2；当两灯泡的规格不相同时，U1≠U2，但都满足U1+U2=U。
(6)得出结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和，即U=U1+U2。
(7)评估与交流：回顾以上操作，看看是否存在不妥的地方：读数时是否实事求是?更换灯泡时是否换用了不同规格的?如果这些因素在实验中都作了充分的考虑，实验的结果应该是可靠的，各小组把实验结果写成实验报告，并在班上进行交流和讨论。

要点诠释：

实验探究过程中的注意事项
(1)连接实验电路时，开关应断开；电压表应并联在被测电路中；
(2)应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来；
(3)连接好电路后，要先用开关试触，观察电压表的指针偏转情况，确认无误后，再闭合开关，观察示数；
(4)读数时，要客观、精确，视线与刻度线垂直，读数完毕，断开开关，切断电源，整理好仪器；
(5)电压表的量程选择得过小，会使指针偏转过大，损坏电表；选择得过大，会使指针偏转过小，测量不准确；一般来说，选择的量程，应使指针偏转到刻度盘的之间。

知识点二、并联电路中电压规律：

（1）提出问题：并联电路两端的总电压跟各个支路两端电压有什么关系？

（2）猜想假设：

①并联电路各条支路两端的电压都相等；

②并联电路的总电压等于各条电路两端的电压之和 。

（3）设计实验：

实验器材：两节干电池，六只小灯泡(其中第二次实验用的两只相同)，1只电压表，一只开关，导线若干。

实验步骤：

①     别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点，C、D两点，E、F两点间测量电压，看看它们之间有什么关系。
②换上另外四只灯泡，再测两次，看看是否还有同样的关系。

（4）进行实验与记录数据：按上述要求进行实验，实验记录如下表所示。

（5）分析论证：并联电路中各支路两端电压相等，等于总电压（电源电压）与灯泡的规格没有关系。

（6）得出结论：并联电路中的总电压，等于各个支路两端的电压，各支路电压相等即：U= U1=U2。

要点诠释：
1、电压与电流的对比：
　　
2、几个常见电路元件的特殊处理
　　我们在分析电路连接情况时，往往是针对用电器而言的，其它元件如开关、电压表、电流表等这些“拦路虎”，对我们分析比较复杂的电路来说负面影响很大，如果既可将有些元件从电路图中拆掉，又能保证那些元件拆掉后不影响用电器的原连接情况的的话，原电路图就可以得到简化，以便揭开“庐山真面目”。为此，我们完全可以依据所拆元件的特性进行简化，其方法是：
①开关：若是开关闭合，就在原开关处画一导线连通，若是开关断开，就将此路完全去掉不要。
②电压表：由于电压表的电阻很大，因此可把连电压表处当成开路，只须把电压表拆掉即可。
③电流表：由于电流表的电阻很小，因此可把连电流表处当成短路，电流表拆下处要用导线连通。
　　通过上述方法所得的简化图表示出的用电器连接情况即为原电路中用电器连接情况。最好在草稿纸上处理，用铅笔先画出原电路图后，从电源正极开始，逐一依序增删，直到电源负极为止。

【典型例题】

类型一、串、并联电路电压规律的应用

1.如图所示的电路图，开关S接到a时，电压表示数为9V，开关S接到b时，电压表示数为4V，下列说法不正确的是（　　）

A．电源电压为9V                  B．灯L1两端的电压为4V

C．灯L2两端的电压为4V            D．灯L1和灯L2的总电压为9V

【变式】在下图所示的电路中，电源电压为9V。开关闭合后，电压表V1示数为6V，V2示数为5V，灯L1两端的电压为________V，L2两端的电压为________V，灯L3两端的电压为________V。

2. 如图所示，三个灯泡是相同的，当开关闭合时，电流表A1、A2、A3的示数之比为            3：2：1，三个灯泡两端的电压之比为           。

类型二、综合应用

3. 如图所示为某同学在实验室用电压表测电压时所设计的一个电路图，下列有关此电路的说法中不正确的是（　　）

A．电压表不可能同时测得L1、L2两端的电压

B．S1和S2不能同时闭合，否则电路将短路

C．若S1和S2都断开，电压表示数为零

D．若在测得L1两端电压后，只需断开S1、闭合S2，就能直接测出L2两端的电压

【变式】如图所示，电路正常工作。当电键S由闭合到断开时，电压表V的示数将（　　）A．变大               B．变小                C．不变             D．无法确定

4. 小明在实验室连接如图所示电路，闭合开关后，三盏灯都不亮，检查电路各接线柱连接完好，电路正常。估计可能是哪一盏灯出现故障。请你用一根导线或一个电压表帮助他找出故障。判断是什么故障（灯断路或短路）并说明判断方法。

【变式】如图所示电路中，闭合开关S，两盏灯L1和L2都发光，电压表的示数为5V，电压表指针的偏转角度和电压表恰好相同，则灯L1两端的电压为    V 4V，突然间两盏灯都不发光了，两个电压表中一个示数没有发生变化，而另外一个示数变为零，据此判断是哪盏灯发生了故障，是什么故障？

类型三、实验探究

5.如图所示，小阳在“探究串联电路的电压规律”实验时，闭合开关S，用电压表分别测出AB、BC、AC两端   的电压分别为UAB=2.5V，UBC=1.5V，UAC=4V，在表格中记录数据后，接下来的实验步骤是（　　）

A．整理器材，结束实验

B．分析数据，得出结论

C．换用电压表的另一量程，再测出一组电压值

D．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值

【变式】如图所示是某实验中的三个电路图，请仔细观察后回答。

（1）该实验探究的问题是：                                            ；

（2）你的结论是：                                                     ；

（3）夏荷同学探究出的结论是：串联电路中的总电压大于任何一个用电器两端的电压。秋宁同学的结论是：串联电路中的总电压等于各个用电器两端的电压之和。对他们的结论，你如何评估                    

                                          。

【巩固练习】

1. 在某电路中，两只灯泡两端的电压相等，由此可知，两灯泡的连接方式是（   ）

A.一定是串联的        B.一定是并联的       C.串联、并联都有可能      D.无法判断

2.如图所示电路，电源电压为10V，图中两只电表是实验室常用的三个接线柱两个量程的电压表．当闭合开关时，两只电压表的指针偏转角度相同，则电阻R1两端的电压为（　　）

A．2V    B．8V    C．5V    D．10V

3.（多选）如图所示，电源电压是6V且保持不变，开关S闭合后，电压表的示数是2V，则(  )

A．L1两端的电压是2V   B．L2两端的电压是4V     C．L1两端的电压是4V   D．L2两端的电压是2V      

4. 如图所示电路，两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光。过了一会儿，两盏电灯突然同时都不亮了，且电压表和电流表的示数均变为零。如果电路只有一处故障，则故障可能是(    )

A．L1断路          B．L1短路         C．L2 断路            D．L2短路

5.如图所示的电路中，闭合开关，电压表V1的示数是7.5V，电压表V2的示数为9V，若电源电压为12V，则L2两端电压是（　　）

A．4.5V             B．5.5V            C．3V               D．2V

6. 如图所示电路中，电源是由两节铅蓄电池组成。当只闭合开关S2时，电压表的示数是1V，则灯L2两端的电压为_______V；若开关S1、S2同时闭合，L1两端的电压为______V， L3两端的电压为      V。

7. 如图所示的是用电压表测量灯L1、L2、L3及A、B与C、D两点间电压的电路。当开关S闭合后，先后测出；甲图中的电压分别为U1、U2、U3和UAB，它们之间的关系是________。乙图中的电压分别为U1、U2、U3和UCD，它们之间的关系是________。(填写公式)              

8.某小彩灯正常工作电压是5.5V，要使这样的小彩灯在家庭电路中正常工作，至少需要将         只这样的小彩灯       联。

9.图（a）所示电路，当闭合开关S后，两个电压表指针偏转均为图（b）所示，则电阻R1和R2两端的电压分别为       V、       V。

10. 如图所示电路中，电源由4节干电池串联组成。当电路接通时，电压表V1的示数是4V，电压表V2的示数是3V，L1、L2、L3三盏灯两端的电压分别为U1、U2、U3，则灯L1两端的电压U1为_________V, L3两端的电压U3为_________V。

11. 在如图所所示电路中，(1)将电流表、电压表的符号填入圆圈中。(2)标出电表的正负接线柱。(3)标出开关闭合时，通过电路各部分电流的方向。(4)电流表测的是灯________的电流。(5)电压表测的是________的电压。(6)L1与L2是________联。

12. 小宝在探究电路中电压关系时，根据实验数据绘制了电压U2随电压U1变化的图象，如图所示，请你根据该图象写出电压U2和U1的关系式：U2＝________。

13. 如图,电源电压为6V,电路中的三只灯泡完全相同,问：

（1）若电流表的示数为0.3A,则哪几盏灯中的电流等于0.3A?

（2）电压表的示数为多少?

14. 某小组同学做了一个有关灯泡发光亮度的探究。他们用5只不同规格的灯泡分别接入电路，使它们都正常发光，并用电压表和电流表分别测得灯泡正常发光时的电压和电流。该小组的同学仔细观察灯泡的亮暗程度，把实验数据分成两组，如下表一、表二所示。

表一（第一组）

表二（第二组）

（1）分析比较表一的数据及观察到的现象，可得到的初步结论是：                               。

（2）分析比较         的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：通过灯泡的电流相同时，灯泡两端的电压越高，灯泡越亮。

15.（2014•菏泽中考）根据图1所示的实物连接图，在图2的框中画出电路图。
 

【家庭作业】

1．下面关于电压的说法不正确的是（    ）

   A．某段导体中有电流时，在这段导体的两端一定有电压

   B．在一段电路的两端如果有电压，在这段电路中就可能有电流

   C．电压是产生电流的原因，在电路的两端如果没有电压，电路中就没有电流

   D．电源的电压可以是电源负极聚集的负电荷通过电路流向正极，与正极聚集的正电荷中和

2．关于电压表，下列说法中不正确的是（    ）

   A．若不能预先估计被测电压的大小，应先用大量程试触

   B．电压表必须并联在被测电路的两端

   C．电流必须从电压表的“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出

   D．绝对不允许不经用电器而把电压表直接连到电源两极上

3．小新用西红柿制作了一个水果电池，他用一片铜片和一片锌片制作了它的两个电极，做好该西红柿电池后，小新用电压表测量了它的电压，你觉得它的电压有多高？（   ）

A．3V            B．220V                 C．1.5V            D．0.2V

4．关于电源，下列说法中正确的是(     )

A．是提供电荷量的装置                B．是提供电流的装置

C．是提供电压的装置                  D．是提供用电器的装置

5．用电压表分别测量电路中两盏电灯的电压，结果它们两端的电压相等，由此判断两盏电灯的连接方式是：（    ）

A．一定是串联            B．一定是并联       C．串联、并联都有可能          D．无法判断.

6．如图6-31所示，电源电压为6V，当开关S闭合后，只有一灯泡发光，且电压表示数为6V，产生这一现象的原因可能是（　  ）

A．灯L1处短路         B．灯L2处短路      C．灯L1处断路           D．灯L2处断路

7．图6-32所示电路中，电源电压不变，开关S闭合，灯L1和L2都正常发光，一段时间后，突然其中一灯熄灭，而电流表和电压表的示数都不变，出现这一现象的原因可能（    ）

A．L1短路                B．L2短路        

C．L1断路                D．L2断路

8．在如图6-33（a）所示电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图6-33（b）所示，则电阻R1和R2两端的电压分别为（    ）

A．4.8V， 1.2V                          B． 6V，   1.2V       

C．1.2V， 6V                              D．1.2V，   4.8V

9．一个灯泡接在三节串联的铅蓄电池上，才能正常发光如果现在用两个同样的灯泡串联后仍接在这个铅蓄电池上，则这两个灯泡将（    ）

A．较亮    B．较暗    C．正常发光    D．烧坏

10．如图6-34所示.开关S闭合后，将电压表并联在ab处时读数是0V；并联在bc处时读数是6V，整个电路中没有电流，其电路故障是（      ）

A． L1灯丝断路                          B．L2灯丝断路  

 C．电池耗尽无电压                       D．L2灯丝短路  

11．某同学使用电压表时，估计待测电路中的电压应选用0~3V的量程，但他误用0~15V的量程来测量，这样做的结果是   (      )

A．指针摆动角度大，会损坏电压表           B．指针摆动角度小，会损坏电压表

C．指针摆动角度小，读数比较准确           D．指针摆动角度小，读数不够准确

12．如图6-35所示，当开关S闭合后，电压表测出的电压是（      ）

A．灯L1两端的电压                        B．灯L 2两端的电压

C．灯L1和L 2两端的总电压                 D．电源两端的电压     

15．在图6-37所示的电路中，①②③④处的电表分别是（      ）

A．表①是电压表，表②③④是电流表            B．表①③是电压表，表②④是电流表               

C．表①②是电压表，表③④是电流表            D．表①③④是电压表，表②是电流表  

16．在图6-38所示电路中，电源电压保持不变，当开关 S1闭合，S2断开时，电压表的读数是3V；当开关S1断开，S2闭合时，电压表的示数是5V，则S2断开时，灯L1和L2两端的电压分别为(   )

A．2V和3V                 　　　　　　B．3V和2V    

C．2V和8V  　　           　　　　　　D．2V和5V    

17．电源工作时，不断地使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，保持电路两端有一定的电压，这个电压可以使电路中的自由电荷发生         ，从而在电路中形成         ，所以说         是提供电压的装置。

18．当使用电压表的“＋”和“3”接线柱时，图1甲、乙两刻度盘上的示数分别是     V和     V；若用“＋”和“15”两个接线柱时，则图1示数分别是      V和      V。

19．电压是__________的原因，电源的作用是保持__________有一定的电压。

20．一般照明电路的电压为　　　　V，只有　　　　　　　　　V的电压对人体是安全的。将8节干电池串联起来组成一个电池组，此电池组的总电压是________V，给3只相同的灯泡串联而成的电路供电，每只灯泡两端的电压为______________V。

21．电压表能直接接在电源两端测量电源电压，这是因为电压表的__         __非常大，不会形成电源________。

22．在一次测L1、L2灯串联的电路电压的实验中，电路两端的总电压值如图6-39甲所示，则总电压为__________V，灯泡L1的电压如图6-39乙所示，则灯L1的电压为_____V，灯L2的电压为_______V。　　

23．在图6-40中，V表示数为4.5V，A1、A2两表示数分别为1.2A、0.9A，则电源由    节新干电池组成，通过L1、L2的电流分别为  　  A和        A。

24．如图4所示，开关闭合后，灯泡发光，电压表和电流表分别测出了灯泡两端的电压和通过的电流，并且两表的示数分别不超过3V和0.6A。

（1）根据要求将图中实物图连接起来

（2）画出电路图

（3）电压表和电流表的示数各是         V,       A。

25．图6-46所示，用电压表分别测量L1两端的电压U1、L2两端的电压U2以及L1、L2串联的总电压U，请根据表盘读数回答下列问题：  

                                                 图6-46

⑴　L1两端的电压U1是多大？              ⑵　L2两端的电压U2是多大？

⑶　L1、L2串联的总电压U是多大？         ⑷　电源电压是多大？