第13讲 串并联电路中电压的规律-【暑假衔接】新九年级物理暑假精品课讲义(人教版)
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第13讲 串并联电路中电压的规律
1.通过实验探究串联电路中的电压规律,认识串联电路电压规律;
2.提高连接电路的能力,分析实验,掌握规律,并能运用规律解决问题;
3.通过实验探究并联电路中的电压规律,认识并联电路电压规律;
4.进一步提高对电压表使用与电压测量的理解。
一、串联电路中电压的规律
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?
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:
(1)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。
(2)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。
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。
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。
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。
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
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?
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:
(1)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。
(2)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。
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。
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。
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。
【特别提示】
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。
考点一:串联电路中电压规律
角度1:实验探究
例1.
小东同学用图甲所示的电路探究“串联电路中电压特点”。
(1)在串联电路中,开关位置的改变______(选填“影响”或“不影响”)它对用电器的控制。实验中应选择规格______(选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)连接电路前,小东发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 ______;在测量L2两端电压时,保持电压表B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,闭合开关后,会出现电压表______(填序号);
A.正确测出灯泡L2两端的电压
B.指针偏转超过电压表量程
C.指针反偏
(3)如表是实验测量的数据,进行小组交流讨论,有同学认为测第3组数据时电路出现故障,电路可能存在的故障是___________;
(4)排除故障重新实验后,可以得出:串联电路两端的电压等于______。
角度2:规律应用
例2.
如图甲所示,当甲电路中的开关S闭合时,两个电压表的指针位置均为如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.3.6V,0.9VB.6V,1.2VC.4.8V,1.2VD.1.2V,4.8V
考点二:并联电路中电压规律
角度1:实验探究
例3.
小阳同学设计了如图甲所示电路图探究并联电路的电压规律,请你回答下列问题。
(1)分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及 _____电压,就可以分析并联电路的电压规律。
(2)当开关闭合时,电压表出现了如图乙所示情况,其原因是电压表 _____。
(3)连接好电路后,同桌说小阳可能组成了一个串联电路,于是小阳拧掉了其中的一个灯泡,发现闭合开关后另一个灯泡 _____,则它们是并联的。
(4)小阳测出第一组数据之后,断开开关,为了得出并联电路电压的普遍规律,接下来的操作是 _____。
角度2:规律应用
例4.
将两个规格不同的小灯泡L、L并联接到电源上,发现灯泡L比灯泡L亮,用电压表分别测量灯泡L、L两端的电压、,会发现( )
A.B.
C.D.无法判断
1.(2022·山东烟台·统考中考真题)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为2V。下列说法中正确的是( )
A.L1两端电压为2V
B.电源两端电压为4V
C.断开开关,只将电压表V2换成电流表,则L1与L2串联
D.断开开关,将两个电压表都换成电流表,则L1与L2并联
2.(2022·广西玉林·统考中考真题)如图所示,电源电压为3V,电压表示数为2V,则灯泡L2两端的电压为( )
A.5VB.3VC.2VD.1V
3.(2022·黑龙江·统考中考真题)请你仔细观察并分析电路图,下列说法正确的是( )
A.两灯串联,两电压表示数相同B.两灯并联,两电压表示数不同
C.两灯串联,两电压表示数不同D.两灯并联,两电压表示数相同
4.(2022·黑龙江绥化·统考中考真题)下列电路图中,电压、电流关系正确的是( )
A.IA>IB>ICB.UAC=UAB-UBC
C.IA=IB+ICD.UAB=UCD+UEF
5.(2022·海南·统考中考真题)小明在做电学实验时,连接电路如图所示。闭合开关,灯不发光,发光,电流表有示数,电压表无示数。电路故障可能是( )
A.电流表断路B.电压表短路C.灯断路D.灯短路
6.(2022·四川凉山·统考中考真题)某同学根据如图所示的电路图,测量小灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,闭合开关后发现小灯泡不发光,电流表指针无明显偏转,电压表指针有较大偏转,则可能的原因是( )
A.电压表断路B.小灯泡断路
C.电流表断路D.开关断路
7.(2022·山东烟台·统考中考真题)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,灯泡L1、L2都发光,一段时间后,其中一个灯泡突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因可能是( )
A.灯泡L1断路B.灯泡L1短路
C.灯泡L2断路D.灯泡L2短路
8.(2022·湖北襄阳·统考中考真题)小阳同学设计了如图甲所示电路图探究并联电路的电压规律,请你回答下列问题。
(1)分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及 _____电压,就可以分析并联电路的电压规律;
(2)当开关闭合时,电压表出现了如图乙所示情况,其原因是电压表 _____;
(3)正确连接电路后,若测得L1两端电压为2.5V,则测L2两端电压是 _____V。
1.现将灯泡L1和L2串联接在一个电源上,加在它们两端的电压之比是3∶1,若把它们并联后,接到同一个电源上,加在它们两端的电压之比是( )
A.1∶1B.1∶3C.3∶1D.无法确定
2.如图所示,电源电压为6V,当开关闭合时,电压表的示数是4V则( )
A.灯L1两端的电压为4VB.灯L2两端的电压为4V
C.灯L1两端的电压为2VD.灯L2两端的电压为6V
3.如图甲图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均为乙图所示,则灯泡L1和L2两端的电压分别为( )
A.1.7 V 6.8 VB.6.8 V 1.7 V
C.1.7 V 8.5 VD.8.5 V 1.7 V
4.如图所示,闭合开关后,电压表的读数3V,电源电压为7V,则( )
A.L1两端电压为3VB.L2两端电压为3V
C.L2两端电压为4VD.L1和电源的电压为3V
5.如图所示电路中,已知电源电压为6V,闭合开关S,电压表的示数为2V,则L1两端的电压为______V,L2两端的电压为______V。若断开开关S,电压表示数为______V。
6.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图所示。
(1)在拆接电路时,开关必须 ___________;
(2)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 ___________(选填“相同”或“不同”)规格的小灯泡;
(3)正确连接后,闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是 ___________;(写出其中的一种故障即可)
(4)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。小明用上面的方法 ___________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是 ___________;
(5)方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中,其中AB间的电压如图2电压表所示,其示数为 ___________V;小明分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。此实验在设计方案上存在的不足之处是 ___________。
7.在探究“串联电路电压的规律”实验中,要用电压表测灯L2两端的电压,连接的电路如图所示。图中只有一根导线连错了,请在连错的导线上画“”,并画出正确的连线。
8.如图所示,在虚线框内填入小灯泡L1和电表(电压表或电流表)的电路元件符号,使灯L1与L2串联,且开关S闭合后两灯均能发光,电表有示数。
9.按照图所示电路图连接实物图。
10.小明设计的电路图如图甲,小灯泡L1、L2的额定电压分别为2.5V、1.5V。根据电路图,用笔画线表示导线,把图乙中的实物连接起来。
实验序号
A、B间电压U1/V
B、C间电压U2/V
A、C间电压U/V
1
2
3
实验序号
A、B间电压U1/V
C、D间电压U2/V
E、F间电压U/V
1
2
3
实验次数
灯L1两端电压U1/V
灯L2两端电压U2/V
电路两端电压U/V
1
2.0
1.0
3.0
2
1.2
1.8
3.0
3
3.0
0
3.0
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.3
3.8
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