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物理人教版(2024)第1节 电压课堂检测
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这是一份物理人教版(2024)第1节 电压课堂检测,共23页。试卷主要包含了串联电路的电压规律,并联电路的电压规律等内容,欢迎下载使用。
(知识点总结+例题讲解)
一、串联电路的电压规律:
1.实验电路图:
2.实验步骤:
(1)按照电路图连接实物图;
(2)将电压表分别并联在电路中AB之间、BC之间、AC之间,并分别记录测量的电压值;
(3)换用另外的 的小灯泡再多测几次次;
用不同的电源(电压)也可以实现多次测量。
3.实验表格:
4.实验结论: ;
公式表达: ;
意思理解: ;
。
【例题1】如图所示,闭合开关S后,电压表V1的示数是2V,V2的示数是4V,则电压表V的示数是( )
A.2V
B.4V
C.6V
D.8V
【变式1】如图电路,闭合开关s后,电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为2V,则电阻R1两端的电压为( )
A.4V
B.2V
C.8V
D.6V
【例题2】如图所示,开关S断开时,电压表的示数为3V;若闭合开关S后,电压表的示数是1.8V,则L2两端的电压是( )
A.4.8V
B.1.8V
C.3V
D.1.2V
【变式2】如图所示,电源电压为3V,闭合开关后电压表示数为2V,则灯泡L2两端的电压为( )
A.5V
B.3V
C.2V
D.1V
【例题3】如图甲所示,闭合开关后两只电压表V1和V2的指针偏转角度相同,位置如图乙所示,则电源和灯L2两端电压分别是( )
A.8.5V、1.7V
B.8.5V、6.8V
C.6.8V、1.7V
D.1.7V、6.8V
【变式3】如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是6V,电压表V2的示数为8V,若电源电压为12V,则灯L2两端的电压为( )
A.2V
B.4V
C.6V
D.8V
【例题4】在如图所示的电路中,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,则下列关系式中正确的是( )
A.U3=U1+U2;I1=I2
B.U1=U2=U3;I1=I2
C.U1=U2=U3 ;I1<I2
D.U1=U2+U3 ;I1>I2
【变式4】如图(a)所示电路中,当开关S闭合时,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,电流表A1、A2的示数分别为I1和I2(五块电表的读数均不为零),其中V1、V2两个电压表指针偏转均为图(b)所示,那么下列结论正确的是( )
A.U2=U1=U3,I1=I2
B.U2=U1+U3,R1两端电压为8V
C.R2两端电压为8V,I1=I2
D.R1两端电压为8V,I1>I2
【例题5】如图所示,在“探究串联电路中电压的规律”时,小雨同学用电压表测出Uab=3V,Ubc=3V,Uac=6V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.整理器材,分析数据,得出结论
B.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
C.改变电源电压,再测出几组电压值
D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
【变式5】如图所示是某同学探究串联电路的电压规律所连接的电路。闭合开关后,发现小灯泡L1不发光,但小灯泡L2正常发光,且电压表有示数。下列说法正确的是( )
A.电压表测量的是小灯泡L2两端的电压
B.小灯泡L1不发光可能是小灯泡L1断路
C.将导线①的左端改接到a接线柱,闭合开关后电压表会被短路
D.要测量L1两端的电压,可以直接将导线②的上端改接到a接线柱
【例题6】某同学选用两节新电池,两个小灯泡,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UAB、UBC、UAC得到的数据记录在表格中,分析实验数据,可得到串联电路的电压特点是 (用公式表示)。
(2)该实验换用不同规格的小灯泡进行多次实验的主要目的是 (选填序号)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
(3)某次测量时,电压表的示数如图乙所示,电压为 V。
(4)按照甲图连接的实物图丙是 (选填“正确”或“错误”)的,此时闭合开关,电压表的示数为 V。
【变式6】在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)连接电路前,小明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 。
(2)在测L1两端电压时,闭合开关S,发现两灯都不亮,电压表示数为零,原因可能是 (电路故障只可能发生在灯泡L1、L2上)。
(3)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC,经过多次实验,将得到的数据记录在表中。分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是 (用公式表示)。
【例题7】小华和小明设计了如图所示的电路探究串联电路中的电压关系。
(1)在连接电路前,小华发现电压表的指针偏向“0”刻度线的左侧,出现的问题是 。
(2)小华和小明电路连接及记录的数据都无误,他们的实验数据分别如表(一)、表(二)。
分析这两组实验数据可得出 。
(3)小明根据他的实验数据断定“在串联电路中,各用电器两端电压一定相等”,这一结论是
(选填“正确”或“错误”)的。他之所以能得出这样的结论,是因为 。
(4)根据小华和小明的实验数据分析可知,他们的实验设计均有需改进之处,请分别指出。
小华可改进的是 。
小明可改进的是 。
【变式7】如图甲所示,小明同学对串联电路中电压的规律进行了探究。
(1)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,小明正确测出了L1两端的电压,在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,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,小明按照正确的方法测出了L1、L2、AC之间的电压UL1=2.4V,UL2=1.4V,UAC的示数如图乙所示,读出UAC= V,并得出了实验的最终结论。
(4)小明在表格中记录上述电压数据后,下一步应该做的是 。(填选项字母)
A.分析数据,得出结论
B.改变电源电压,再测出几组电压值
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
二、并联电路的电压规律:
1.实验电路图:
2.实验步骤:
(1)按照电路图连接实物图;
(2)将电压表分别并联在电路中AB之间、CD之间、EF之间,并分别记录测量的电压值;
(3)换用另外的 不同规格 的小灯泡再测一次。(或者换电源也可以)
3.实验表格:
4.实验结论: ;
公式表达: 。
【例题8】将L1、L2、L3三盏灯并联在电路中,发现L1最暗,L2较亮,L3最亮,则这三盏灯的电压( )
A.U1>U2>U3 B.U1=U2=U3 C.U1<U2<U3 D.无法判断
【变式8】两个电阻连接在同一电路中,用电压表测得它们两端电压相等,下列说法中正确的是( )
A.两个电阻一定是串联 B.两个电阻一定是并联
C.两个电阻的阻值可能相等 D.通过两个电阻的电流一定相等
【例题9】如图所示的电路中,已知电源电压为U,R1>R2.当开关闭合后,R1、R2两端电压分别为U1、U2.下列物理量关系式正确的是( )
A.U1=U2
B.U1<U2
C.U1>U2
D.U1+U2=U
【变式9】两个电阻R1和R2并联在电路中,通过电阻R1和R2的电流之比I1:I2=4:3,则电阻R1和R2的两端电压之比为( )
A.4:9B.1:1C.3:2D.2:3
【例题10】如图,闭合开关后灯泡L1比L2亮,电压表V2示数为6V,下列说法正确的是( )
A.V1示数大于6V
B.V1示数等于6V
C.V示数小于6V
D.V示数大于6V
【变式10】如图所示,电源电压保持不变,电阻R1>R2,电压表V1和V2的示数分别为U1和U2,电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,则下列关系中正确的是( )
A.U1=U2,I1<I2
B.U1=U2,I1>I2
C.U1>U2,I1=I2
D.U1<U2,I1=I2
【例题11】某探究小组按照正确的操作要求进行了“探究并联电路电压规律”实验,电路图及实验数据记录表格如下,你认为以下观点最合理的是( )
A.小红看到课本上写着“并联电路各支路两端电压相等”,
认为实验数据一定是错误的,建议重新做一次
B.小雨认为要实事求是,根据实验数据得出结论:并联电路各支路两端电压不相等
C.小刚认为灯两端电压不同是因为两盏灯规格不同造成的
D.小明认为灯两端电压不同是实验误差造成的,建议改变灯泡规格,多次实验
【变式11】在做了探究串联电路中电压规律的实验后,小科很想探究并联电路中的电压规律。请你和他一起完成下面的探究实验。
提出问题:并联电路中总电压与各支路电压有什么关系?
设计实验:如图为两个小灯泡L1、L2的并联电路,要用电压表分别测量L1、L2及电源两端的电压。
进行实验:按电路图连接电路,进行测量,记录实验数据。
实验结论: 。
实验评估:上述实验中只进行了一次测量,得出的结论可能具有偶然性。为使实验结论具有普遍性,应该怎做? 。
实验问题:如果电源电压为4.5V,根据实验结论,灯L1两端的电压为 。
【例题12】在“探究并联电路中的电压关系”实验中,实验电路如图所示。
(1)连接好电路后,开关闭合前,电压表Ⅴ的指针如图所示,其原因可能是 。
(2)重新开始实验,闭合开关,两灯正常发光,V、V2有示数,V1无示数,则故障可能是 。
(3)排除故障后,多次测出三个电压值,可得出:并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 。
【变式12】在“探究并联电路的电压特点”的实验中,小萌同学选用“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”两个小灯泡组成了如图1所示的并联电路,然后用一个电压表分别测量两只灯泡和电源两端的电压。
(1)当小萌将电压表以如图2所示的方式接入电路,闭合开关后,会出现的情况是 ;
A.电压表无示数 B.L1不亮、L2亮 C.L1亮、L2不亮 D.L1、L2都不亮
(2)小萌排除故障继续进行实验,电压表的量程应选择0— V;
(3)小萌在得到一组实验数据后,为了使实验结论更具有普遍性,可以通过改变 ,对电源、灯泡两端电压进行多次测量。
序号
知识点
难易程度
例题数
变式题数
合计
一
串联电路的电压规律
★★
7
7
24
二
并联电路的电压规律
★
5
5
实验次数
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
总电压U/V
第一次测量
第二次测量
第三次测量
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3
2
1
2
3
3
1.2
1.8
3
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
实验次数
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
总电压U/V
第一次测量
第二次测量
第三次测量
L1两端电压U1/V
L2两端电压U2/V
电源两端电压U/V
2.5
2.4
2.5
人教版 八年级物理上册 第16章 《电压电阻》
第2节 串、并联电路中电压的规律 讲义
(知识点总结+例题讲解)
一、串联电路的电压规律:
1.实验电路图:
2.实验步骤:
(1)按照电路图连接实物图;
(2)将电压表分别并联在电路中AB之间、BC之间、AC之间,并分别记录测量的电压值;
(3)换用另外的 不同规格 的小灯泡再多测几次次;
用不同的电源(电压)也可以实现多次测量。
3.实验表格:
4.实验结论: 在串联电路中,各用电器两端电压之和等于电源电源 ;
公式表达: U=U1+U2+…+Un ;
意思理解: 在串联电路中,电源电压被各用电器分了 ;
若用电器的规格相同,则分到的电压也相同 。
【例题1】如图所示,闭合开关S后,电压表V1的示数是2V,V2的示数是4V,则电压表V的示数是( )
A.2V
B.4V
C.6V
D.8V
【答案】C
【解析】解:由图可知,闭合开关S后,该电路为串联电路,电压表V测量电源的电压,电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压,电压表V2测量的是灯泡L2两端的电压;在串联电路中,电源电压等于各部分电压之和;电压表V1的示数是2V,V2的示数是4V,则电源电压即电压表V的示数为2V+4V=6V。
故选:C。
【变式1】如图电路,闭合开关s后,电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为2V,则电阻R1两端的电压为( )
A.4V
B.2V
C.8V
D.6V
【答案】A
【解析】解:由电路图知,两电阻串联,电压表V1测量的是电源电压,电压表V2测量电阻R2两端电压,
因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以电阻R1两端电压为:
U1=U﹣U2=6V﹣2V=4V。
故选:A。
【例题2】如图所示,开关S断开时,电压表的示数为3V;若闭合开关S后,电压表的示数是1.8V,则L2两端的电压是( )
A.4.8V
B.1.8V
C.3V
D.1.2V
【答案】D
【解析】解:由电路图可知,L1和L2是串联,电压表测L1两端的电压;
则由电压表的示数可知,L1两端的电压:U1=1.8V;
由串联电路电压特点可知,L2两端的电压:U2=U﹣U1=3V﹣1.8V=1.2V。
故选:D。
【变式2】如图所示,电源电压为3V,闭合开关后电压表示数为2V,则灯泡L2两端的电压为( )
A.5V
B.3V
C.2V
D.1V
【答案】D
【解析】解:由电路图可知,两灯泡串联,电压表并联在L1两端,故电压表的示数即为L1两端的电压,即灯泡L1两端的电压U1=2V;
由串联电路的特点可知,L2两端的电压:U2=U﹣U1=3V﹣2V=1V。
故选:D。
【例题3】如图甲所示,闭合开关后两只电压表V1和V2的指针偏转角度相同,位置如图乙所示,则电源和灯L2两端电压分别是( )
A.8.5V、1.7V
B.8.5V、6.8V
C.6.8V、1.7V
D.1.7V、6.8V
【答案】B
【解析】解:由图可知,闭合开关后,两灯串联,V1表测量电源电压,V2表测量灯L1两端的电压;
由串联电路的电压特点知,V1的示数应大于V2的示数,而两电压表的指针偏转角度相同,
所以两电压表选用的量程是不同的,则V1选用的是大量程,分度值为0.5V,其示数为8.5V,即电源电压U=8.5V;
V2表为小量程,分度值为0.1V,其示数为1.7V,即L1两端的电压U1=1.7V,
由串联电路的电压特点知,灯L2两端的电压U2=U﹣U1=8.5V﹣1.7V=6.8V。
故选:B。
【变式3】如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是6V,电压表V2的示数为8V,若电源电压为12V,则灯L2两端的电压为( )
A.2V
B.4V
C.6V
D.8V
【答案】A
【解析】解:由电路图可知,三灯泡串联,V2测L1、L2两端的电压,V1测L2、L3两端的电压,
已知电源电压为12V,由于串联电路的总电压等于各分电压之和,
则U1+U2=8V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U2+U3=6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
U=U1+U2+U3=12V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③。
联立①②③解得U2=2V,即L2两端电压是2V。
故选:A。
【例题4】在如图所示的电路中,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,电流表A1、A2的示数分别为I1、I2,则下列关系式中正确的是( )
A.U3=U1+U2;I1=I2
B.U1=U2=U3;I1=I2
C.U1=U2=U3 ;I1<I2
D.U1=U2+U3 ;I1>I2
【答案】A
【解析】解:由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1、V2分别测灯泡L1和L2两端的电压,电压表V3测电源的电压,两电流表均测电路中的电流;
因串联电路中各处的电流相等,所以,I1=I2,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,U3=U1+U2,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【变式4】如图(a)所示电路中,当开关S闭合时,电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3,电流表A1、A2的示数分别为I1和I2(五块电表的读数均不为零),其中V1、V2两个电压表指针偏转均为图(b)所示,那么下列结论正确的是( )
A.U2=U1=U3,I1=I2
B.U2=U1+U3,R1两端电压为8V
C.R2两端电压为8V,I1=I2
D.R1两端电压为8V,I1>I2
【答案】C
【解析】解:由电路图可知,电流从电源的正极出发,依次经电流表A1、下面的电阻R1、上面的电阻R2、电流表A2回到电源的负极,即电路只有一条路径,两电阻串联,且两电流表均测电路中的电流;由电压表与被测电路元件并联可知,电压表V1测下边电阻两端的电压,电压表V2测电源的电压,电压表V3测上面电阻两端的电压;
(1)因为串联电路中各处的电流相等,所以两电流表的示数关系:I1=I2;
(2)因为电压表V1测下边电阻两端的电压,电压表V2测电源的电压,V1、V2两个电压表指针偏转均为图(b)所示,那么电压表V1的量程为0~3V,示数U1=2V,电压表V2的量程为0~15V,示数U=10V,
串联电路中总电压等于各分电压之和,三电压表的示数关系:U2=U1+U3;
则R2两端电压U2=U﹣U1=10V﹣2V=8V,
综上所述,C正确,ABD错误。
故选:C。
【例题5】如图所示,在“探究串联电路中电压的规律”时,小雨同学用电压表测出Uab=3V,Ubc=3V,Uac=6V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.整理器材,分析数据,得出结论
B.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
C.改变电源电压,再测出几组电压值
D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
【答案】D
【解析】解:用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为出Uab=3V,Ubc=3V,Uac=6V,说明两个小灯泡是同一个规格的,接下来的操作是换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,然后分析数据,这样的结论才具有科学性。
故选:D。
【变式5】如图所示是某同学探究串联电路的电压规律所连接的电路。闭合开关后,发现小灯泡L1不发光,但小灯泡L2正常发光,且电压表有示数。下列说法正确的是( )
A.电压表测量的是小灯泡L2两端的电压
B.小灯泡L1不发光可能是小灯泡L1断路
C.将导线①的左端改接到a接线柱,闭合开关后电压表会被短路
D.要测量L1两端的电压,可以直接将导线②的上端改接到a接线柱
【答案】A
【解析】解:A、由电路图可知两灯泡串联,电压表并联在灯泡L2两端,测量的是小灯泡L2两端的电压,故A正确;
B、因串联电路中各用电器互相影响,如果灯泡L1断路,则灯泡L1、L2都不发光,电压表无示数,所以小灯泡L1不发光是小灯泡L1短路,故B错误;
C、由B知小灯泡L1短路,若将导线①的左端改接到a接线柱,电压表测量对象不变,测量的仍是灯泡L2两端的电压,故C错误;
D、由图可知,若直接将导线②的上端改接到a接线柱会导致电压表正负接线柱接反,闭合开关后,电压表指针反偏,会向0刻线左侧偏转,故D错误。
故选:A。
【例题6】某同学选用两节新电池,两个小灯泡,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UAB、UBC、UAC得到的数据记录在表格中,分析实验数据,可得到串联电路的电压特点是 (用公式表示)。
(2)该实验换用不同规格的小灯泡进行多次实验的主要目的是 (选填序号)。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
(3)某次测量时,电压表的示数如图乙所示,电压为 V。
(4)按照甲图连接的实物图丙是 (选填“正确”或“错误”)的,此时闭合开关,电压表的示数为 V。
【答案】(1)UAC=UAB+UBC;(2)B;(3)1.2;(4)错误;3。
【解析】解:(1)AB 两点间的电压为 L1两端的电压,BC 两点间的电压为L2两端的电压,AC 两点间的电压为电路两端的总电压,由表中的数据可以看出:UAC=UAB+UBC,因此可以得出:串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和;
(2)多次试验的目的主要是为了寻找普遍规律;
(3)由丙图可知,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,由图乙可知电压表的示数为1.2V;
(4)丙图可知,实物图中把电压表串联在电路中,这是错误的;此时闭合开关电压测近似为测电源电源,示数为电源电压3V。
故答案为:(1)UAC=UAB+UBC;(2)B;(3)1.2;(4)错误;3。
【变式6】在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)连接电路前,小明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 。
(2)在测L1两端电压时,闭合开关S,发现两灯都不亮,电压表示数为零,原因可能是 (电路故障只可能发生在灯泡L1、L2上)。
(3)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC,经过多次实验,将得到的数据记录在表中。分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是 (用公式表示)。
【答案】(1)对电压表调零;(2)灯泡L2断路;(3)UAC=UAB+UBC。
【解答】解:(1)连接电路前,小明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调零;
(2)根据如图甲所示电路图连接好电路,两灯泡串联接入电路,闭合开关后,发现两灯泡都不亮,且电压表示数为零,说明电路断路,且电压表也断路,所以原因可能是灯泡L2断路;
(3)AB两点间的电压为L1两端的电压,BC两点间的电压为L2两端的电压,AC两点间的电压为电路两端的总电压。由表中的数据可以看出:UAC=UAB+UBC,因此可以得出:串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和。
故答案为:(1)对电压表调零;(2)灯泡L2断路;(3)UAC=UAB+UBC。
【例题7】小华和小明设计了如图所示的电路探究串联电路中的电压关系。
(1)在连接电路前,小华发现电压表的指针偏向“0”刻度线的左侧,出现的问题是 。
(2)小华和小明电路连接及记录的数据都无误,他们的实验数据分别如表(一)、表(二)。
分析这两组实验数据可得出 。
(3)小明根据他的实验数据断定“在串联电路中,各用电器两端电压一定相等”,这一结论是
(选填“正确”或“错误”)的。他之所以能得出这样的结论,是因为 。
(4)根据小华和小明的实验数据分析可知,他们的实验设计均有需改进之处,请分别指出。
小华可改进的是 。
小明可改进的是 。
【答案】(1)电流表没有调零;(2)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和;(3)错误;实验所用的灯泡规格相同;(4)加滑动变阻器,改变电路的电流,进行多次测量;换用不同规格的灯泡多次实验。
【解析】解:(1)在连接电路前,小华发现电压表的指针偏向“0”刻度线的左侧,电流表的指针没有对准零刻度线,说明电流表没有调零;
(2)分析后面两次实验表中的数据可知,两灯泡两端的电压不同,且两灯泡两端的电压之和与总电压相等,因此可得结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和;
(3)小明根据他的实验数据断定“在串联电路中,各用电器两端电压一定相等”,这一结论是错误的,原因是实验所用的灯泡规格相同;
(4)小华:只测量了两组数据;应增加滑动变阻器,改变电路的电流,以便进行多次测量,提供多组数据,分析得结论才具有普遍性;
小明:两只灯泡选取太特殊(规格相同);应该换用不同规格的灯泡多次实验。
故答案为:(1)电流表没有调零;(2)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和;(3)错误;实验所用的灯泡规格相同;(4)加滑动变阻器,改变电路的电流,进行多次测量;换用不同规格的灯泡多次实验。
【变式7】如图甲所示,小明同学对串联电路中电压的规律进行了探究。
(1)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,小明正确测出了L1两端的电压,在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,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,小明按照正确的方法测出了L1、L2、AC之间的电压UL1=2.4V,UL2=1.4V,UAC的示数如图乙所示,读出UAC= V,并得出了实验的最终结论。
(4)小明在表格中记录上述电压数据后,下一步应该做的是 。(填选项字母)
A.分析数据,得出结论
B.改变电源电压,再测出几组电压值
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
【答案】(1)短路;(2)电压表指针反向偏转;(3)4;(4)BC。
【解析】解:(1)如图所示,电压表测量L1两端电压,闭合开关后,发现L1不发光,L2比较亮,电压表示数为零,则说明电路出现了短路,若出现断路则两灯都不亮,则小灯泡L1的故障的短路;
(2)电压表所接的B接点与电压表正接线柱相连,A与负接线柱相连;若B不动,只断开A接点,并改接到C接点上,则电压表正负接线柱接反,电压表指针反向偏转;
(3)由实验数据可知,L1、L2的电压之和为:U=UL1+UL2=2.4V+1.4V=3.8V;
电压表测量AC间电压,所以选择电压表选择的是0~15V量程;电压表的分度值为0.5V,所以示数为4V;
(4)为得出普遍结论,应更换不同规格的灯泡,或改变电源电压,进行多次实验,测出多组实验数据,故选BC。
故答案为:(1)短路;(2)电压表指针反向偏转;(3)4;(4)BC。
二、并联电路的电压规律:
1.实验电路图:
2.实验步骤:
(1)按照电路图连接实物图;
(2)将电压表分别并联在电路中AB之间、CD之间、EF之间,并分别记录测量的电压值;
(3)换用另外的 不同规格 的小灯泡再测一次。(或者换电源也可以)
3.实验表格:
4.实验结论: 在并联电路中,各支路上的电压相等,且等于电源电压 ;
公式表达: U=U1=U2=…=Un 。
【例题8】将L1、L2、L3三盏灯并联在电路中,发现L1最暗,L2较亮,L3最亮,则这三盏灯的电压( )
A.U1>U2>U3 B.U1=U2=U3 C.U1<U2<U3 D.无法判断
【答案】B
【解析】解:因为三盏灯为并联,根据并联电路电压规律可知,三盏灯两端的电压相等,则U1=U2=U3。
故选:B。
【变式8】两个电阻连接在同一电路中,用电压表测得它们两端电压相等,下列说法中正确的是( )
A.两个电阻一定是串联 B.两个电阻一定是并联
C.两个电阻的阻值可能相等 D.通过两个电阻的电流一定相等
【答案】C
【解析】解:(1)根据并联电路各支路两端的电压相等可知,两个电阻可能是并联,如果两电阻并联,无论阻值大小,它们两端的电压均相等;如果两电阻串联,当它们阻值相等时,它们两端的电压也相等。因此,两个电阻的阻值可能相等,故AB错误,C正确;
(2)如果两个电阻串联,通过它们的电流一定相等;但如果两个电阻并联,通过它们的电流不一定相等,故D错误;
故选:C。
【例题9】如图所示的电路中,已知电源电压为U,R1>R2.当开关闭合后,R1、R2两端电压分别为U1、U2.下列物理量关系式正确的是( )
A.U1=U2
B.U1<U2
C.U1>U2
D.U1+U2=U
【答案】A
【解析】解:由电路图可知,两电阻并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R1、R2两端电压相等,即U1=U2。
故选:A。
【变式9】两个电阻R1和R2并联在电路中,通过电阻R1和R2的电流之比I1:I2=4:3,则电阻R1和R2的两端电压之比为( )
A.4:9B.1:1C.3:2D.2:3
【答案】B
【解析】解:因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,两个电阻R1和R2并联在电路中,它们两端的电压之比为1:1。
故选:B。
【例题10】如图,闭合开关后灯泡L1比L2亮,电压表V2示数为6V,下列说法正确的是( )
A.V1示数大于6V
B.V1示数等于6V
C.V示数小于6V
D.V示数大于6V
【答案】B
【解析】解:由电路图可知,闭合开关后两个灯泡并联,电压表V测量电源电压,电压表V1测量L1两端电压,电压表V2测量L2两端电压,
因为并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,电压表V2示数为6V,所以电压表V、电压表V1的示数相等,都等于6V。
故选:B。
【变式10】如图所示,电源电压保持不变,电阻R1>R2,电压表V1和V2的示数分别为U1和U2,电流表A1和A2的示数分别为I1和I2,则下列关系中正确的是( )
A.U1=U2,I1<I2
B.U1=U2,I1>I2
C.U1>U2,I1=I2
D.U1<U2,I1=I2
【答案】B
【解析】解:根据电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过R1的电流,电压表V1测量R1两端电压,电压表V2测量R2两端电压;
因为并联电路两端电压相等,所以U1=U2;
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以I1>I2。
故选:B。
【例题11】某探究小组按照正确的操作要求进行了“探究并联电路电压规律”实验,电路图及实验数据记录表格如下,你认为以下观点最合理的是( )
A.小红看到课本上写着“并联电路各支路两端电压相等”,
认为实验数据一定是错误的,建议重新做一次
B.小雨认为要实事求是,根据实验数据得出结论:并联电路各支路两端电压不相等
C.小刚认为灯两端电压不同是因为两盏灯规格不同造成的
D.小明认为灯两端电压不同是实验误差造成的,建议改变灯泡规格,多次实验
【答案】D
【解析】解:A.由于测量数据有误差,实验数据不是错误的,没有必要重新做一次,故A不符合题意;
B.由于测量一组数据,没有普遍性,不能得到实验结论,需要多次实验,故B不符合题意;
C.灯两端电压不同,可能是电压表本身的原因,也可能是读数问题,故C不符合题意;
D.灯两端电压不同是实验误差造成的,需要改变灯泡规格,多次实验,故D符合题意。
故选:D。
【变式11】在做了探究串联电路中电压规律的实验后,小科很想探究并联电路中的电压规律。请你和他一起完成下面的探究实验。
提出问题:并联电路中总电压与各支路电压有什么关系?
设计实验:如图为两个小灯泡L1、L2的并联电路,要用电压表分别测量L1、L2及电源两端的电压。
进行实验:按电路图连接电路,进行测量,记录实验数据。
实验结论: 。
实验评估:上述实验中只进行了一次测量,得出的结论可能具有偶然性。为使实验结论具有普遍性,应该怎做? 。
实验问题:如果电源电压为4.5V,根据实验结论,灯L1两端的电压为 。
【答案】并联电路各支路两端电压相等;换不同规格的灯泡进行实验,换不同的用电器进行多次实验;4.5V。
【解析】解:(1)实验结论:并联电路各支路两端电压相等。
(2)小实验评估:只进行了一次测量,得出的结论偶然性的机会很大。为了使实验结论具有普遍性,要换不同规格的灯泡进行实验,换不同的用电器进行多次实验。
(3)实验问题:如果电源电压为4.5V,根据实验结论,灯L1两端的电压为4.5V。
故答案为:并联电路各支路两端电压相等;换不同规格的灯泡进行实验,换不同的用电器进行多次实验;4.5V。
【例题12】在“探究并联电路中的电压关系”实验中,实验电路如图所示。
(1)连接好电路后,开关闭合前,电压表Ⅴ的指针如图所示,其原因可能是 。
(2)重新开始实验,闭合开关,两灯正常发光,V、V2有示数,V1无示数,则故障可能是 。
(3)排除故障后,多次测出三个电压值,可得出:并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 。
【答案】(1)电压表没有调零;(2)电压表 V1断路;(3)相等。
【解析】解:(1)由图可知,闭合开关前,电压表指针没有指向零刻度线处,已经有一定的示数,说明电压表没有调零;
(2)重新开始实验,闭合开关,两灯正常发光说明两个灯泡两端都有电压,电路连接完好,V、V2有示数,V1无示数,说明电压表V1与灯泡 L1并联的电路出现断路,则故障可能是电压表 V1断路;
(3)排除故障后,多次测出三个电压值,根据并联电路的电压特点可知,可得出:并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
故答案为:(1)电压表没有调零;(2)电压表 V1断路;(3)相等。
【变式12】在“探究并联电路的电压特点”的实验中,小萌同学选用“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”两个小灯泡组成了如图1所示的并联电路,然后用一个电压表分别测量两只灯泡和电源两端的电压。
(1)当小萌将电压表以如图2所示的方式接入电路,闭合开关后,会出现的情况是 ;
A.电压表无示数 B.L1不亮、L2亮 C.L1亮、L2不亮 D.L1、L2都不亮
(2)小萌排除故障继续进行实验,电压表的量程应选择0— V;
(3)小萌在得到一组实验数据后,为了使实验结论更具有普遍性,可以通过改变 ,对电源、灯泡两端电压进行多次测量。
【答案】(1)B;(2)3;(3)灯泡的规格。
【解析】解:(1)电压表自身的阻值非常大,观察题中所给的电路图,这是一个混联电路电压表和灯泡L1串联之后又和灯泡L2并联,电流会通过这两条支路,所以灯泡L2会发光,但是由于串联电路分压,电阻越大分得的电压越多,电压表自身的阻值非常大几乎分所有的电压,那么灯泡L1,就几乎分不到电压,所以电压表有示数,但是灯泡L1不会发光,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选:B。
(2)因为此时两个小灯泡并联,并联电路电压特点:如果干路上没有任何用电器,各支路的电压相等并且等于电源电压,如果选择3.8V的电源电压,此时“3.8V 0.3A”的灯泡能正常发光,但是“2.5V 0.3A”的灯泡两端也会有3.8V的电压,会把这一只灯泡烧坏,所以电源电压最大只能选择2.5V,所以电压表的量程也选择0﹣3V。
(3)这里得到一组实验数据以后,为了使实验结论更具有普遍性,可以通过改变灯泡的规格,用不同规格的灯泡进行多次实验,以使结论更准确。
故答案为:(1)B;(2)3;(3)灯泡的规格。序号
知识点
难易程度
例题数
变式题数
合计
一
串联电路的电压规律
★★
7
7
24
二
并联电路的电压规律
★
5
5
实验次数
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
总电压U/V
第一次测量
第二次测量
第三次测量
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3
2
1
2
3
3
1.2
1.8
3
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
实验次数
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
总电压U/V
第一次测量
第二次测量
第三次测量
L1两端电压U1/V
L2两端电压U2/V
电源两端电压U/V
2.5
2.4
2.5
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