九年级物理全一册举一反三系列专题16.2串并联电路中电压的规律【四大题型】(人教版)(原卷版+解析)

这是一份九年级物理全一册举一反三系列专题16.2串并联电路中电压的规律【四大题型】(人教版)(原卷版+解析)，共20页。
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 串联电路的电压规律】
\l "_Tc25206" 【题型2 并联电路的电压规律】
\l "_Tc9103" 【题型3 利用电表判断电路故障】
\l "_Tc9103" 【题型4 串并联电路中电压关系的实验探究】
【知识点1 串联电路的电压规律】
串联电路电压规律是总电压等于各部分电路两端电压之和。串联电路中，电压表测导线的电压为零，由此可以推理，电压表测短路用电器的电压为零，电压表串联在电路中测电源电压，由此可以推理电压表测断路处的电压为电源电压。
【题型2 串联电路的电压规律】
【例1】（2022·广西玉林·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（ ）
【变式1-1】（2022·黑龙江·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
【变式1-2】（2021·山东青岛·中考真题）用如图所示电路探究串联电路的电压规律，下列说法正确的是（ ）
A．电压表不能直接测量电源电压
B．若测量L1两端电压，需将电压表并联在a、b两点间，且电压表正接线柱接a点
C．实验得到的结论为：串联电路电压处处相等
D．改变两个小灯泡的规格，重复实验，是为了减小实验误差
【变式1-3】（2021·湖南湘西·中考真题）如图由两节干电池组成的电源电压是（ ）
A．B．C．D．
【知识点2 并联电路的电压规律】
并联电路电压规律是：U总=U1=U2=U3…Ux
在并联电路中，各支路用电器两端的电压相等。
计算公式：U=IR=P/I
特点：并联电路中，滑动变阻器移动会影响电压,支路中，电压变小，则各处电压都变小。
电压表运用：将电压表并联在并联电路中任何地方测得的电压值都是一样的。
【题型2 并联电路的电压规律】
【例2】（2022·内蒙古赤峰·中考真题）如图所示电路，电源电压保持不变。闭合开关后，两灯均发光，若L2突然断路，则发生的情况是（ ）
A．灯泡L1变暗
B．电压表V示数变大
C．电流表A1示数变小
D．电流表A2示数变小
【变式2-1】（2022·北京·中考真题）图所示的电路中，电阻阻值R1U2B．U1I2D．I1=I2
【变式2-2】（2022·黑龙江绥化·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
【变式2-3】（2022·四川自贡·中考真题）如图所示电路，开关闭合后两灯L1、L2均发光，以下说法正确的是（ ）
A．电流表A的示数一定等于A1的示数B．电流表A的示数一定等于A1示数的2倍
C．电压表V的示数一定小于V1的示数D．电压表V的示数一定等于V1的示数
【题型3 利用电表判断电路故障】
【例3】（2022·湖南衡阳·中考真题）如图是小成同学做“探究电流与电压关系”实验的电路图，按照电路图连接好电路，闭合开关S，发现电流表和电压表的指针均没有偏转，电路中仅有一处故障，故障可能是（ ）
A．电阻R1断路B．电阻R1短路
C．滑动变阻器R断路D．滑动变阻器R短路
【变式3-1】（2022·湖南怀化·中考真题）如图所示，导线连接无误，闭合开关后两灯都不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，则其原因可能是（ ）
A．短路B．断路C．短路D．断路
【变式3-2】（2022·陕西·中考真题）如图，电源电压不变。闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数且等于电源电压。排除故障后，滑动变阻器的滑片P向左移动，下列分析正确的是（ ）
A．灯泡不亮是因为滑动变阻器阻值过大
B．灯泡不亮是因为灯泡短路
C．排除故障后，滑片P向左移动，灯泡变暗
D．排除故障后，滑片P向左移动，电流表和电压表示数均变大
【变式3-3】（2022·海南·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
【题型4 串并联电路中电压关系的实验探究】
【例4】（2022·四川省成都市七中育才学校三模）小明用两节新电池，几个小灯泡，一个电压表，用如图甲所示电路来探究“串联电路的电压特点”。
（1）按照图甲连接电路，检查无误后闭合开关，用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为、、得到的数据记录在表格中：
（2）小明进行多次实验的主要目的是___________；
（3）某次测量时，电压表的示数如图乙所示，电压为___________；
（4）小明发现另一个同学小雨按照甲图连接的实物图丙是错误的，此时闭合开关，电压表的示数为___________。
【变式4-1】（2022·上海·九年级）小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，都设计了如图所示的电路。
（1）小明根据电路图连接好电路，闭合开关后，发现电压表示数为零，两灯都不发光，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是__________；
（2）排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在上表中。分析实验数据得出两个实验结论：
①串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和；
②串联电路中、各部分电路两端电压相等；
（3）实验结束后小明和小华互相交流，小华指出结论②可能是错误的，造成这个错误的原因：一是器材选择上的不足处是______；二是实验在方案上存在的不足之处是__________。
【变式4-2】（2022·广东江门·一模）如图1甲为学生常用电压表。为了解其构造，小明进行了拆解，如图1乙所示。通过查阅资料小明了解到：常用的电压表和电流表都是由小量程电流表（表头）改装而成的，表头可看作有示数的电阻：该电压表的表头G满偏电流（即允许通过的最大电流）Ig=1mA，电阻Rg=10Ω。

（1）测量电压时，电压表应跟被测用电器___________联；
（2）图2为小明画的内部构造电路图，A、B、C为接线柱。当通过表头的电流为满偏电流时，表头两端的电压为___________V，由图2知把表头改装成更大量程的电压表需 ___________联电阻；
（3）若把AB、AC两端先后分别接入电源，调节电路使表头满偏，AB、AC间电压分别为UAB、UAC，则UAB___________UAC（选填“>”或“＜”）。0~UAB、0~UAC即为图甲所示对应接线柱的量程，可算出R2=___________Ω；
（4）我们在电学实验和电路计算中常常将电压表理想化处理（即阻值无限大），例如在伏安法测电阻的实验中，如图3所示，若电压表示数为U，电流表示数为I，则，该结果与真实值相比 ___________（选填“偏大”或“偏小”）。原因是：___________。
【变式4-3】（2022·河南·西峡县城区二中九年级阶段练习）小兰同学对串联电路电压规律进行了探究。
（1）如图甲所示闭合开关，发现L1不发光，L2比较亮，电压表示数为零，则小灯泡L1的故障是______；
（2）排除故障后，小兰正确测出了L1两端的电压，在测L2两端的电压时，小兰打算采用以下方法：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。此操作可能会导致电压表出现的现象是______；
（3）最后，小兰按照正确的方法测出了L1、L2、AC之间的电压UL1=2.4V，UL2=1.6V，UAC的示数如图丙所示，读出UAC=______V，并得出了实验的最终结论。实验结论为：______。
实验次数
1
1.6
1.4
3.0
2
1.2
1.8
3.0
3
2.3
0.7
3.0
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
专题16.2 串并联电路中电压的规律【四大题型】
【人教版】
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 串联电路的电压规律】
\l "_Tc25206" 【题型2 并联电路的电压规律】
\l "_Tc9103" 【题型3 利用电表判断电路故障】
\l "_Tc9103" 【题型4 串并联电路中电压关系的实验探究】
【知识点1 串联电路的电压规律】
串联电路电压规律是总电压等于各部分电路两端电压之和。串联电路中，电压表测导线的电压为零，由此可以推理，电压表测短路用电器的电压为零，电压表串联在电路中测电源电压，由此可以推理电压表测断路处的电压为电源电压。
【题型2 串联电路的电压规律】
【例1】（2022·广西玉林·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
【答案】D
【解析】
由电路图可知，两灯泡串联，电压表并联在L1两端，电压表测量L1两端的电压，灯泡L1两端的电压U1=2V；由串联电路电压的特点可知，L2两端的电压
U2=U-U1=3V-2V=1V
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
【变式1-1】（2022·黑龙江·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
【答案】C
【解析】
由电路图可知，电流从电源正极流出，依次流过开关、灯泡L1、灯泡L2后流回电源负极，即两灯串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测灯泡L2两端的电压，由串联电路电压规律可知，电压表V1示数大于电压表V2。故ABD错误，C正确。
故选C。
【变式1-2】（2021·山东青岛·中考真题）用如图所示电路探究串联电路的电压规律，下列说法正确的是（ ）
A．电压表不能直接测量电源电压
B．若测量L1两端电压，需将电压表并联在a、b两点间，且电压表正接线柱接a点
C．实验得到的结论为：串联电路电压处处相等
D．改变两个小灯泡的规格，重复实验，是为了减小实验误差
【答案】B
【解析】
A．电压表可以并联在电源两端，直接测量电源电压，A错误；
B．若测量L1两端电压，需将电压表并联在L1两端，即a、b两点间，且电压表正接线柱接a点，负接线柱接b点，保证电流从正接线柱流入，负接线柱流出，B正确；
C．实验得到的结论为：串联电路，电源电压等于各用电器两端电压之和，C错误；
D．改变两个小灯泡的规格，重复实验，是为了得到普遍规律，D错误。
故选B。
【变式1-3】（2021·湖南湘西·中考真题）如图由两节干电池组成的电源电压是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】
一节干电池的电压是1.5V，根据串联电路电压的规律，两节干电池串联起来的电压为3V。
故选C。
【知识点2 并联电路的电压规律】
并联电路电压规律是：U总=U1=U2=U3…Ux
在并联电路中，各支路用电器两端的电压相等。
计算公式：U=IR=P/I
特点：并联电路中，滑动变阻器移动会影响电压,支路中，电压变小，则各处电压都变小。
电压表运用：将电压表并联在并联电路中任何地方测得的电压值都是一样的。
【题型2 并联电路的电压规律】
【例2】（2022·内蒙古赤峰·中考真题）如图所示电路，电源电压保持不变。闭合开关后，两灯均发光，若L2突然断路，则发生的情况是（ ）
A．灯泡L1变暗
B．电压表V示数变大
C．电流表A1示数变小
D．电流表A2示数变小
【答案】D
【解析】
由图可知，开关闭合时，该电路为并联电路，电压表测量电源电压，电流表A2测量干路中的电流，A1测量中灯泡L1的电流，开关接在干路中；
AC．并联电路中各支路互不影响，若L2突然断路，灯泡L2所在支路的电流为0，但通过灯泡L1的电流不变，电流表A1示数不变，灯泡L1两端的电压仍然等于电源电压，则L1亮度不变，故AC不符合题意；
B．若L2突然断路，电压表此时仍然测电源电压，所以电压表的示数不变，故B不符合题意；
D．根据并联电路的电流关系可知，通过灯泡L1的电流不变，通过灯泡L2的电流为变0，所以干路中的电流变小了，即电流表A2示数变小，故D符合题意。
故选D。
【变式2-1】（2022·北京·中考真题）图所示的电路中，电阻阻值R1U2B．U1I2D．I1=I2
【答案】C
【解析】
AB．由图可知，两电阻并联，根据并联电路电压特点可知，U1=U2，故AB错误；
CD．两电阻两端的电压相等，I1R1=I2R2，由于R1I2，故C正确，D错误。
故选C。
【变式2-2】（2022·黑龙江绥化·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
【答案】C
【解析】
A．串联电路中电流处处相等，即
IA=IB=IC
故A错误；
B．串联电路中电源电压等于各用电器电压之和，即
UAC=UAB+UBC
故B错误；
C．并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即
IA=IB+IC
故C正确；
D．并联电路中电源电压等于各支路电压，即
UAB=UCD=UEF
故D错误。
故选C。
【变式2-3】（2022·四川自贡·中考真题）如图所示电路，开关闭合后两灯L1、L2均发光，以下说法正确的是（ ）
A．电流表A的示数一定等于A1的示数B．电流表A的示数一定等于A1示数的2倍
C．电压表V的示数一定小于V1的示数D．电压表V的示数一定等于V1的示数
【答案】D
【解析】
AB．由电路图可知，小灯泡L1与L2并联，电流表A1测流过小灯泡L1的支路电路，电流表A测干路电流，因干路电流大于各支路电流，故电流表A的示数一定大于A1的示数，因两灯泡的规格未给出，则流过两灯泡的电流不一定相等，故电流表A的示数不一定等于A1示数的2倍，故AB错误；
CD．由电路图可知，电压表V1测L1两端电压，电压表V测电源电压，因两灯泡并联，故两灯泡两端电压均等于电源电压，则电压表V的示数一定等于V1的示数，故C错误，D正确。
故选D。
【题型3 利用电表判断电路故障】
【例3】（2022·湖南衡阳·中考真题）如图是小成同学做“探究电流与电压关系”实验的电路图，按照电路图连接好电路，闭合开关S，发现电流表和电压表的指针均没有偏转，电路中仅有一处故障，故障可能是（ ）
A．电阻R1断路B．电阻R1短路
C．滑动变阻器R断路D．滑动变阻器R短路
【答案】C
【解析】
BD．若R1或者R短路，电路仍然处于通路状态，有电流通过电路，电流表会有示数，故BD不符合题意；
A．如果R1断路，则电路没有电流通过，电流表没有示数；电压表测量的是R1两端的电压，由于电路只有一处故障，电压表仍然与电源两极相连，此时测量电源两端的电压，有较大的示数，故A不符合题意；
C．如果滑动变阻器R断路，则电路没有电流通过，电流表示数为零，指针不偏转；同时电压表与电源正极断开，也没有示数，指针不偏转，故C符合题意。
故选C。
【变式3-1】（2022·湖南怀化·中考真题）如图所示，导线连接无误，闭合开关后两灯都不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，则其原因可能是（ ）
A．短路B．断路C．短路D．断路
【答案】B
【解析】
A．若L1短路，电路中有电流，电流表有示数，L2亮，电压表测导线两端的电压，而导线两端的电压为0，即电压表无示数，与题意不符，故A不符合题意；
B．若断路，电路中无电流，电流表无示数，电压表能接到电源两端测电源电压，故电压表有示数且接近电源电压，与题意相符，故B符合题意；
C．若短路，电路中有电流，电流表有示数，L1亮，电压表测电源电压，有示数，与题意不符，故C不符合题意；
D．若L2断路，电路中无电流，电流表无示数，电压表不能接到电源两端测电源电压，故电压表无示数，与题意相符，故D不符合题意。
故选B。
【变式3-2】（2022·陕西·中考真题）如图，电源电压不变。闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数且等于电源电压。排除故障后，滑动变阻器的滑片P向左移动，下列分析正确的是（ ）
A．灯泡不亮是因为滑动变阻器阻值过大
B．灯泡不亮是因为灯泡短路
C．排除故障后，滑片P向左移动，灯泡变暗
D．排除故障后，滑片P向左移动，电流表和电压表示数均变大
【答案】D
【解析】
AB．灯泡不亮且电流表无示数，电压表等于电源电压，所以电路中的故障类型是断路，故AB错误；
CD．由图可知，滑片向左移动，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流表示数变大，灯泡变亮；根据串联电路分压规律可知，小灯泡两端电压变大，电压表示数变大，故C错误，D正确。
故选D。
【变式3-3】（2022·海南·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
【答案】B
【解析】
A．若为电流表断路，则两灯泡串联的电流中都没有电流，灯、都不发光，电流表将无示数，故A不符合题意；
B．若为电压表短路，则也被短路，则电路中依然有电流，灯不发光，发光，电流表有示数，电压表短路会导致电压表无示数，故B符合题意；
C．若为灯断路，则两灯泡串联的电流中都没有电流，灯、都不发光，电流表无示数，故C不符合题意；
D．若为灯短路，则电路中依然有电流，灯不发光，发光，电流表有示数，此时电压表测量电源电压，电压表有示数，故D不符合题意。
故选B。
【题型4 串并联电路中电压关系的实验探究】
【例4】（2022·四川省成都市七中育才学校三模）小明用两节新电池，几个小灯泡，一个电压表，用如图甲所示电路来探究“串联电路的电压特点”。
（1）按照图甲连接电路，检查无误后闭合开关，用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为、、得到的数据记录在表格中：
（2）小明进行多次实验的主要目的是___________；
（3）某次测量时，电压表的示数如图乙所示，电压为___________；
（4）小明发现另一个同学小雨按照甲图连接的实物图丙是错误的，此时闭合开关，电压表的示数为___________。
【答案】 寻找普遍规律，使结论具有普遍性 2.3 3.0
【解析】
（2）[1]小明进行多次实验的主要目的是寻找串联电路的电压规律，并且使结论更具有普遍性。
（3）[2]如图乙所示是电压表，量程为0~3V，分度值为0.1V，故读数为2.3V。
（4）[3]如图丙，闭合开关后，只有灯泡L2接入电路，电压表测量电源电压，故电压表的示数为3.0V。
【变式4-1】（2022·上海·九年级）小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，都设计了如图所示的电路。
（1）小明根据电路图连接好电路，闭合开关后，发现电压表示数为零，两灯都不发光，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是__________；
（2）排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在上表中。分析实验数据得出两个实验结论：
①串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和；
②串联电路中、各部分电路两端电压相等；
（3）实验结束后小明和小华互相交流，小华指出结论②可能是错误的，造成这个错误的原因：一是器材选择上的不足处是______；二是实验在方案上存在的不足之处是__________。
【答案】 L2断路 使用了相同规格的灯泡 实验次数太少，结论不具有普遍性
【解析】
（1）[1]闭合开关后，发现两灯都不发光，说明电路中的故障类型是断路，电压表示数为零，则与电压表串联的电路发生断路，所以电路故障是灯泡L2断路。
（3）[2][3]由表格数据可知，灯泡L1和灯泡L2两端电压相等，由于两个灯泡串联，通过它们的电流相等，由欧姆定律可知，它们的电阻相等，所以是使用了相同规格的灯泡；只做了一次实验，就得出了结论，所以实验结论具有偶然性。
【变式4-2】（2022·广东江门·一模）如图1甲为学生常用电压表。为了解其构造，小明进行了拆解，如图1乙所示。通过查阅资料小明了解到：常用的电压表和电流表都是由小量程电流表（表头）改装而成的，表头可看作有示数的电阻：该电压表的表头G满偏电流（即允许通过的最大电流）Ig=1mA，电阻Rg=10Ω。

（1）测量电压时，电压表应跟被测用电器___________联；
（2）图2为小明画的内部构造电路图，A、B、C为接线柱。当通过表头的电流为满偏电流时，表头两端的电压为___________V，由图2知把表头改装成更大量程的电压表需 ___________联电阻；
（3）若把AB、AC两端先后分别接入电源，调节电路使表头满偏，AB、AC间电压分别为UAB、UAC，则UAB___________UAC（选填“>”或“＜”）。0~UAB、0~UAC即为图甲所示对应接线柱的量程，可算出R2=___________Ω；
（4）我们在电学实验和电路计算中常常将电压表理想化处理（即阻值无限大），例如在伏安法测电阻的实验中，如图3所示，若电压表示数为U，电流表示数为I，则，该结果与真实值相比 ___________（选填“偏大”或“偏小”）。原因是：___________。
【答案】 并 0.01 串 < 12000 偏小 见解析
【解析】
（1）[1]根据电压表的特点和使用要求可知，在测量电压时，必须把电压表与被测用电器并联起来。
（2）[2]该电压表的表头G满偏电时，电流为Ig=1mA，表头电阻Rg=10Ω，则表头两端的电压为
Ug=IgRg=1×10-3A×10Ω=0.01V
[3]满偏时，表头两端的电压很小，要把表头改装成更大量程的电压表，根据串联正比分压可知，需串联电阻，分去部分电压。
（3）[4]当AB两端接入电路时，Rg与R1串联，当AC两端接入电路时，Rg、R1和R2串联，根据串联正比分压可知，AB两端的电压UAB小于AC两端的电压UAC，即UAB