第2节 串、并联电路中电压的规律
基础知识·细解读
知识点一 串联电路的电压规律【重点】
实验:探究串联电路中电压的规律
【提出问题】
如图所示,在两个小灯泡组成的串联电路中,各小灯泡两端的电压与电源两端电压(即A、B之间的电压,B、C之间的电压与A、C之间的电压)有什么关系
【猜想与假设】
串联电路中,各部分电路两端的电压之和可能等于总电压(即电源电压),。
【实验器材及设计】
【实验过程及分析】
(1)调节电压表指针指零。
(2)按照电路图连接好电路,并检查电路连接是否正确。
(3)分别用电压表连接舶、职、AC两端,测量其电压,如图甲、乙、丙所示。
(4)换用不同规格的灯泡,重复上述步骤。记录数据如下表。
实验次数 电压表的示数
AB两端 BC两端 AC两端
1 1.5V 1.5V 3.0V
2 1.2V 1.8V 3.0V
3 1.6V 1.4V 3.0V
提醒
开关断开!
连接实物电路时开关保持断开是电学实验中最基本的常识之一。今后的电学实验都要注意这个规定。
图文助学
串联电路中电压表的实物连接图
(1)测灯L1两端的电压
(2)测灯L2两端的电压
(3)测电源两端的电压
注意:电压表一定要和被测元件并联!
图文助学
图解串联电路电压关系
瀑布的总落差等于各段落差之和。
串联电路的总电压等于各部分电路电压之和,即。
【实验结论】
通过对表中数据分析知,串联电路电源两端的电压等于各部分电路两端电压的总和。表达式为。
【注意事项】
(1)连接电路时,要按照一定顺序连接。连接电路时开关要保持断开,防止电路中有短接的地方而损坏用电器及电源。
(2)电压表一定要与待测电路并联,必须注意电压表的量程、正负接线柱的接法及读数的方法。
(3)本实验是归纳性实验,换用不同规格的灯泡的目的是避免实验结论的偶然性,找到普遍规律。
(4)实验时,每次读完电表示数,都应及时断开开关。
(5)串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。
【拓展】
当电路中有两个以上的用电器串联时,以上结论仍然成立,即。
【例1】小希用如图所示电路来探究串联电路的电压特点。
(1)在拆接电路时,开关必须 。
(2)实验中最好选择规格 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(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。经过多次实验,得到的数据记录在下表中。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)。
实验次数
1 0.8 2.2 3.0
2 10 2.0 3.0
3 1.2 1.8 3.0
(4)小希进行多次实验的主要目的是 (填序号)。
①寻找普遍规律②减小实验误差
解析:(1)电路拆接过程中,为了保证用电器及电源的安全,应将开关断开;(2)为了探究串联电路的电压特点,在选择灯泡时应选择不同规格的小灯泡;(3)从实验数据中可得出串联电路的总电压等于各部分电压之和,即;(4)为了寻找普遍规律,应进行多次测量。
答案:(1)断开(2)不相同(3) (4)①
知识点二 并联电路的电压规律 【重点】
1. 实验:探究并联电路中电压的规律
【提出问题】
如果两个或两个以上的用电器并联,那么各支路用电器两端的电压与电源电压的关系如何
【猜想和假设】
在并联电路中,各支路用电器两端的电压可能都相等,且等于电源电压。
【设计实验】
图文助学
并联电路中电压表的实物连接图
(1)测灯L1两端的电压
(2)测灯L2两端的电压
(3)测电源两端电压
【进行实验与收集证据】
(1)调节电压表指针指零,连接电路并检查电路连接是否正确。
(2)按照实验设计电路,分别用电压表连接AB、CD、EF两端,测量其电压,如图甲、乙、丙所示。
(3)换用不同规格的灯泡,重复上述步骤。
记录数据如下表。
实验次数 电压表的示数
AB两端 CD两端 EF两端
1 3V 3V 3V
2 3V 3V 3V
3 3V 3V 3V
【实验结论】
分析实验数据可知,并联电路中各并联支路两端的电压都相等,且等于电源电压。
2.串、并联电路的电流和电压规律
类别 串联电路 并联电路
电流 电路中电流处处相等,即 电路中干路电流等于各支路电流之和,即
电压 电路中各部分电路两端的电压之和等于电源电压,即 电路中各支路两端的电压相等,且与电源电压相等,即
提醒
并联电路中,各支路用电器两端的电压相等,但同一电路中两端电压相等的两个用电器却不一定并联。如两个相同的用电器串联接到电源上,这两个用电器两端的电压就相等。
图文助学
图解并联电路电压关系
两列瀑布落差是相等的。
并联电路中各支路两端的电压相等,且等于电源电压,即
【例2】为探究并联电路中电压的规律,实验室提供的器材有:干电池组(电压约为3 V)、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整,要求电压表测量灯L1两端的电压。
(2)电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压,电压表示数相同,如图乙所示,其值为 V。根据这组数据,该小组得出并联电路中电压的规律。你认为实验的疏漏之处是 。
解析:(1)灯L1、L2并联,要测量灯L1两端电压,电压表需与L1并联,因为干电池组电压约为3 V,所以选择0~3 V量程,电路连接如下图。
(2)根据题意可知,电源电压约为3 V,所以选用的电压表量程为0~3 V,其分度值为0.1 V,则电压表示数为2.6V;为了避免实验结论的偶然性,增加实验的可信度,应换用不同规格的灯泡,多测量几次并联电路两端的电压,这样得出的结论才更加准确和具有普遍性。
答案:(1)如上图所示。 (2) 2.6没有更换灯泡,多次实验
电压表连入电路时一定要注意其量程的选择、电流的流向和与待测电路并联!
常考题型·巧突破
题型一 串、并联电路电压的关系
【例1】如图甲所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则灯泡L1和L2两端的电压分别为 ( )
A.8 V,2 V B.10 V,2 V
C.2 V,8 V D.2 V,10 V
解析:
答案:A
针对训练
1.如图甲所示,电源电压恒定,当开关S1断开,S2闭合时,电压表的示数如图乙所示;当开关S1闭合,S2断开时,电压表的示数如图丙所示。则灯L1、L2两端的电压分别为( )
A.3.5 V 8.5 V
B.8.5V 3.5V
C.3.5V 5.0V
D.5.0 V 3.5 V
规律总结
三步轻松搞定串、并联电路电压的关系
第一步:首先明确电路的串、并联关系,必要时对电路进行等效处理,并画出电路图。
第二步:弄清楚电压表测量哪一部分电路的电压,根据题中的条件判断出电压表的量程。
第三步:根据串、并联电路的电压规律进行分析计算。
题型二 电路故障的判断
角度1 串联电路的故障判断
【例2】(内蒙古通辽中考)小强同学在探究串联电路电流规律的实验中,按右图连接好了电路,闭合开关s后,两灯均不发光。为检测出电路故障,他做了以下操作:将电压表接。 到B、C两点,观察电压表、电流表均无示数;将电压表接到A、B两点,观察电压表有明显示数,而电流表示数几乎为0。则电路故障可能是 ( )
A.灯L2断路 B.灯L2被短接
C.电流表烧坏了 D.灯L1断路
解析:本题考查的是串联电路故障的判断。闭合开关S后,两灯均不发光,将电压表接到B、C两点,两表均无示数,所以电路中出现断路故障。将电压表接到A、B两点时,电压表有明显示数,说明A、B两点各自到电源两极的这两段电路是正常的,所以灯L2断路,A选项正确。
答案:A
针对训练
2.(山东临沂中考)在下图所示的电路中,闭合开关S后,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则该电路故障可能是 ( )
A.电流表被短接
B.灯泡L1断路
C.灯泡L2被短接
D.灯泡L2断路
3.下图所示电路中,闭合开关后发现L1和L2均不发光,电流表无示数。为了找出故障原因,小华用电压表进行检测,发现A、B间电压为0,A、C间电压为3 V,B、C间电压为3 V。则电路故障可能是 ( )
A.L1断路
B.L1,被短接
C.L2断路
D.L2被短接
4.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关s,两灯均发光。一段时间后,一盏灯突然熄灭,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是 ( )
A.灯L1断路
B.灯L2断路
c.灯L1被短接
D.灯L2被短接
规律总结
用电压表判断串联电路故障的两种情况
在如图所示的电路中,
(1)当两灯只有一灯不亮时,故障一定是L1或L2被短接。当电压表示数为0时,L1被短接;当电压表示数为电源电压时,L2被短接。
(2)当两灯都不亮时,故障一般是断路。当电压表示数为0时,L2断路,当电压表示数为电源电压时,L1断路。
角度2 并联电路的故障判断
【例3】如图所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关s,只有一盏灯亮,且只有一个电表有示数,其故障可能是 ( )
A.灯L1断路 B.灯L1被短接
C.灯L2断路 D.灯L2被短接
解析:本题考查并联电路故障问题。由图可知,灯L1、L2并联,且电流表测L2的电流,电压表测电源电压,开关在干路上。开关闭合,只有一盏灯亮,且只有一个电表有示数,发生的是断路(如果有一盏灯被短接,则两灯都不亮)。电流表测L2的电流,若灯L1断路,两电表均有示数;若灯L2断路,电流表示数为0,电压表的示数为电源电压。故C符合题意。
答案:C
规律总结
并联电路中发生故障时电表示数的变化
(1)在并联电路中,各并联支路的用电器互不影响,若电压表测量某支路两端的电压,则同时测量电源电压,某一用电器断路,不会影响电压表的示数。
(2)对于电流表,则要看电流表是在干路中还是在支路中。当某一用电器断路时,若电流表在干路中,其示教会变小;若电流表在断路的用电器所在的支路中,则其示数变为0;若电流表在另外的支路中,则其示数不变。
题型三 串、并联电路电压规律的实验探究
【例4】小刚和小丽用下图的器材探究串联电路的电压关系,用三节干电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同。
(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路。要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压。
(2)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3 V的量程,小丽说这样不对,规范的操作方法应该是 。
(3)他们在测量L2两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0。小刚用电压表检测L1两端的电压,示数为电源电压,由此判断出L1处的故障是 。L2是被短接还是正常 小丽在原电路中又添加了一个电学器材,就检验出了结果,她的方法可能是 。
(4)他们排除故障后继续实验,得出了如表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应当 。
L1两端电压/V L2两端电压/V 串联总电压/V
1.4 3.1 4.5
解析:(1)在连接实验电路时,因两灯串联,可先将电源、开关、灯L2和L1逐个顺次连接起来,然后将电压表并在两灯串联部分的两端。
(2)在选择电表的量程时,要用“试触法”,先用大量程试触,如果指针偏转未超出小量程范围,再选用小量程。
(3)用电压表检测L1两端电压,示数为电源电压,说明L1中没有电流通过,故L1断路。要判断L2是被短接还是正常,可用小灯泡与L1并联,如果L2发光,则L2正常;若L2不发光,则L2被短接。
(4)实验中,仅用一次实验数据得到的结论具有偶然性,因此,要得到具有普遍性的结论,需要换用不同规格的灯泡,通过多次测量来归纳总结。
答案:(1)如图所示。
(2)先选用0~15 V量程“试触”,如果示数小于3 V,再改用0~3 V量程测量
(3)断路用小灯泡与L1并联,若L2发光,则L2正常;若L2不发光,则L2被短接
(4)换用不同规格的灯泡,多次测量
针对训练
5.如图所示,在探究串联电路中的电压关系时,小华同学用电压表测得AB、BC、AC两端的电压分别为,在表格中记录数据后,下一步应该做的是 ( )
A.整理器材,结束实验
B.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
C.分析数据,得出结论
D. 换用电压表的另一量程,再测出几组电压值
6.在做探究串联电路中的电压规律的实验时,有多个灯泡可供选择,小阳把两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上,如图所示。
(1)当把电压表分别连在图中A、B,B、C,A、C两点时,闭合开关S后测得的数据是,则故障可能是 。
(2)故障排除后,实验正常进行,小阳测得了一组数据如下表:
间电压 间电压 间电压
4 8 12
(3)小阳由此数据得到一个普遍的结论,即“串联电路的总电压等于各串联导体两端电压之和”。
小明认为小阳所得的实验结论是不可靠的,他仅仅靠一组实验数据是不能得到一个普遍结论的。要想得到一个具有普遍意义的实验结论,小明建议小阳接下来应该采取的做法是 。
规律总结
明确考查方向,轻松搞定电路电压规律实验题
(1)换用规格不同的小灯泡进行多次实验的目的:避免实验的偶然性和特殊性,使实验得到的结论更具有普遍性。
(2)开关的通断:在连接电路时,要注意开关保持断开。
(3)电压表量程的选择:可根据实验用的电源电压来选择电压表的量程,若电源电压未知,则用试触法选择量程。
(4)电路故障问题:确定电表测量的电路,根据电表示数的情况判断是短路还是断路。
易误易混·精辨祈
易错点:不能正确理解电路的连接方式
【例题】下图电路中,L1、L2、L3是三盏相同的灯泡,电压表V1的示数为6 V,电压表V2的示数也为6 V,问:
(1)L1、L2、L3的连接方式是怎样的
(2)V1、V2分别测的是什么电压
(3)A、B间的电压值为多大
正解(1)电压表在电路中相当于断路,因此,将电压表去掉后,会发现三盏灯泡首尾顺次连接,所以它们是串联的。(2)电压表V1并联在灯L1和L2两端,所以电压表V1测的是L1和L2两端电压;电压表V2并联在灯L2和L3两端,所以电压表V2测的是L2和L3两端电压。(3)因L1、L2、L3是三盏相同的灯泡,电压表V1、V2的示数都为6 V,所以每盏灯两端的电压为3 V,则根据串联电路电压特点可知,A、B间的电压值为3 V+3 V+3 V=9 V。
答案(1)L1、L2、L3的连接方式是串联。
(2)电压表V1测的是L1和L2串联电路两端电压;电压表V2测的是L2和L3串联电路两端电压。 (3)A、B间的电压值为9 V。
【防错妙招】从表面上看容易误认为三盏灯泡并联,实际上电压表在电路中相当于断路。对于这类题,可以用“去表法”判断电路的连接:将电压表去掉,发现三盏灯泡首尾逐次连接,如图甲所示,很容易看出是串联;然后用“去表去源法”判断电压表的测量范围:将电源和电压表V2去掉,只留一个电压表V1,发现V1和灯泡L1、L2组成闭合电路,如图乙所示,所以V1测的是L1和L2串联电路两端电压,同理可判断V2测的是L2和L3串联电路两端电压。
高效训练·速提能
1.如图所示,电源电压9 V保持不变,当开关S闭合时,灯泡L1、L2均正常发光,电压表示数为3 V,则灯泡L2两端的电压是 ( )
A.3 V B.6 V C.4.5 V D.9 V
2.如图所示,若电源电压为110 V,下列说法正确的是 ( )
A.闭合开关S,若L1断路,则L2也不会亮
B.闭合开关S,若L1更亮,则L1两端电压比L2的大
C.L1和L2两端电压始终相等
D.在开关闭合情况下,可直接更换L1灯泡
3.在探究串、并联电路电压特点的实验中,有同学整理课堂笔记如下,其中有问题的是 ( )
A.在连接电路过程中,开关要保持断开状态
B.在不确定待测电压时,应该先采用大量程试触
C.测量时,应该尽量选取相同规格的灯泡进行实验
D.电压表应该与被测用电器并联
4.(安徽中考)如图所示,电源电压保持不变,a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。a与b处相接时,电压表示数为6.0V;使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表示数为4.5 V,这时灯泡L2两端的电压为 V。
【能力锤炼】
5.现在飞机上都用“黑盒子”来记录飞行信息,其某一部件外壳上三个电压表的示数分别为U1、U2、U3,三个电流表的示数分别为,它的内部结构如图所示。下列对各数据的分析正确的是( )
A. B
C. D.以上都不正确
6.如图所示,闭合开关s,两灯均不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障是 ( )
A.灯L1断路
B.灯L2断路
C.灯L1被短接
D.灯L2被短接
7.小明按图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示。造成这一现象的原因是 ( )
A.可能L1断路
B.可能L2被短接
C.可能V1和V2所选量程不相同,L1被短接
D.可能V1和V2所选量程不相同,电路各处完好
8.下图所示电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,电路正常工作一段时间后,其中一盏灯突然熄灭,两个电表的示数均保持不变。出现这种现象的原因可能是 ( )
A.灯L1断路 B.灯L1被短孥
c.灯L2断路 D.灯L2被短接
9.如下图所示,当图甲电路中的开关s闭合时,两个电压表的指针位置均如图乙所示,则灯泡L1两端的电压为 V,L2两端的电压为 V。
【素养提升】
10.在物理课上,小明探究了串联电路中电压的规律,他还想知道并联电路中的电压有什么规律,于是在课后请你和他合作进行以下探究。
(1)提出问题:并联电路中,各灯泡两端的电压及与电源电压之间有什么关系
(2)你的猜想是:并联电路中各灯泡两端的电压
。
理由是:各个灯泡并联在 。
(3)设计实验:用电压表分别测量两个灯泡L1、L2 以及电源两端的电压。所需的实验器材有:电源、 开关、导线、 、 。
(4)进行实验:按照下面的电路图连接电路,在适当位置连接电压表,进行测量,记录实验数据。
(5)分析论证(只要求粗略地写出分析和论证的思路,即怎样得出结论的):用电压表分别测量出灯L1、L2两端的电压和电源两端电压U,若 ,则猜想正确。
(6)实验结论:两个灯泡L1、L2两端的电压相等且等于电源电压。
(7)实验评估:上述实验中,小明只进行了一次测量,得出的结论偶然性很大,为了使实验结论具有普遍性,你将建议小明怎样做 改变 大小或小灯泡的 ,重做上述实验。
(8)实验问答:如果电源电压为6 V,那么根据探究的结论,灯L1两端的电压为 V,灯L2两端的电压为 V。
本书参考答案
第2节串、并联电路中电压的规律
常考题型·巧突破
1.C解析:根据题图乙可知,电压表的量程为0~15 V,分度值为0.5 V,示数为8.5 V;根据题图丙可知,电压表的量程为0~15 V,分度值为0.5v,示数为3.5 V。当开关S1断开、S2闭合时,电压表测电路总电压,为8.5 V;当开关S1闭合、S2断开时,电压表测L1两端的电压,为3.5 V。因为串联电路电源两端电压等于各部分电路电压之和,所以L2两端的电压为8.5 V一3.5 V=5 V.
2.B解析:由题图可知,两灯串联,电压表测量L1 两端的电压。闭合开关S后,L1、L2都不亮,电流表无示数,说明电路中最可能的是有断路现象。电压表有示数,说明电压表两端能与电源两极连通,灯泡L2是完好的,所以故障是L2断路。
3.c解析:当电路中出现短路和断路时,我们通常用电压表、电流表或者导线来找出故障位置。由题知,闭合开关后,发现灯L1、L2都不发光,电流表没有示数,说明电路某处有断路。用电压表测量A、B两点间的电压,读数为0,说明A、B两点到电源两极之间有断路;用电压袁测量A、C两点问的电压,有示数,说明A到电源正极和C到电源负极的连接是连通的。用电压表测量B、c两点间的电压,有示数,说明B、c两点到电源正、负极 的连接是连通的。综上所述,断路故障就在B、C 之间,即L2断路。
4.A解析:电压表直接测电源电压,若灯L1断路,则电压表示数不变,L2支路不受影响,故电流表示教不变,A符合题意;若灯L2断路,则电流无示数,B不符合题意;若灯L1被短接,则电压表与导线并联,电压表被短接,电压表无示数,C不符合题意;若灯L2被短接,则电流表直接与电源两极相连,示数会变大,可能损坏电路元件,D不符合题意。
5.B解析:用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为,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,这样得到的结论才具有普遍性。
6.(1)A、B间电路出现短路(或B、C间电路出现断路,或A、B间电路出现短路,同时B、C间电路出现断路) (3)换用不同规格的小灯泡.多做几组实验
解析:(1)从B、C两点间电压为电源电压可以推断出电路中是出现了断路或者短路。如果A、B间电路出现短路,B、c间电路正常,电压表接在B、C两点相当于测量电源电压,所以有;如果A、B间电路正常,B、c间电路出现断路,电压表接在B、C、两点相当于测量电源电压,所以有;如果A、B间电路出现短路,同时B、C间电路出现断路,电压表接在B、C两点相当于测量电源电压,所以有。综上所述,可知导致该现象的原因是:A、B闻电路出现短路,或B、C间电路出现断路,或A、B间电路出现短路,同时B、C问电路出现断路。(3)实验时,只测一组实验数据得到的结论具有偶然性,不能说明普遍规律,故应该采取的做法是:换用不同规格的灯泡,多做几组实验。
高效训练·速提能
1.A解析:由题图中可看出,两灯泡串联,电压表测L2两端电压,示数为3 V,即I.2两端电压U2—3 V,故B、C、D错误,A正确。
2.c解析:根据电路图可知,两灯泡并联,因为并联电路中各支路用电器互不影响,所以若L1断路,则L2正常发光,故A错误;并联电路各支路两端电压相等,故L1和L2两端电压始终相等,故B错误,C正确;更换L1灯泡时,需将开关断开,故D错误。
3.C解析:为保证电路安全,连接电路时应断开开关,故A说法正确;在不确定待测电压时,应该先采用大量程试触,故B说法正确;测量时,应该尽量选取不同规格的灯泡进行实验,故C说法错误;电压表应与被测电路并联,故D说法正确。
4.1.5 解析:当导线接头a与b处相接时,电压表测量的是电源电压,所以电源电压U=6.0V,当接头a与b处断开,与C处相接时,电压表测量的是灯泡L1两端的电压.U1=4.5 V,由串联电路电压的规律可知,灯泡L2两端的电压U2=U—U1= 6.0V一4.5V=1.5V。
5.C解析:分析电路图,R1、R2串联,三个电流表测量串联电路中的电流,所以三个电流表的示数相同,即;电压表V1测量R1两端的电压U1,电压表V2测量R2两端的电压U2,电压表V3测量R1和R2两端的总电压U2,所以U1+U2=U3。
6.B解析:本题考查电路故障分析。灯L1、L2与电流表串联,电压表测L2两端电压,若L1断路,则电压表也没有示数,A错误;灯L2与电压表并联,若L2断路,相当于将电压表、电流袁和L1串联。电压表示数接近电源电压,而电路中的电流很小,电流表几乎没有示数,B正确;若灯L1被短接,则电流表有示数,且比正常时大,c错误;若灯L2被短接,则电流表有示数,电压表无示数,D错误。
7.D解析:若L1断路,闭合开关后,电压表V1测量电源电压,有示数;而电压表V2不能与电源连接,无示数,故A错误。若L2被短接,则电压表V2被短接,将无示数,与题意不符,故B错误。若L1被短接,则电压表V1与V2都测量电源电压,其示数应该相同,所选量程也应相同,故C错误。只有D正确。
8.C解析:由题图可知,灯L1和灯L2是并联关系,电流表测量通过L1的电流。若灯L1断路,电流表无示数,与题意不符,故A错误;若灯L1被短接,将发生电源短路,电流表将被烧坏,不符合题意,故B错误;若灯L2断路,则电路中电压表示数仍等于电源电压,电流表仍是测量通过L1的电流,两表示数均不变,故C正确;若灯L2被短接,将发生电源短路,电压表和电流表示数均为0,与 题意不符,故D错误。
9. 4.8 1.2 解析:由题图可知,灯泡L1与L2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量灯泡L2两端的电压。根据串联电路的电压规律可知,V1的示数大于V2的示数,所以V1使用的是大量程,其示数为6 V;而V2使用的是小量程,其示数为1.2 V,即L2两端的电压是1.2 V。又因为串联电路中各串联部分两端的电压之和等于电源电压, 所以灯泡L1两端的电压为6 V-1.2V=4.8 V。
10.(2)相等且等于电源电压 电源两端 (3)不同 规格的灯泡电压表 (5)U1=U2=U (7)电源电压 规格 (8) 6 6
解析:(2)猜想:并联电路中各灯泡两端的电压相等且等于电源电压。理由是:各个灯泡并联在电源两端。(3)设计实验:用电压表分别测量两个灯泡L1、L2以及电源两端的电压,电压表要分别和L1、L2、电源并联。所需的实验器材有:电源、开关、导线、不同规格的灯泡、电压表。(5)分析论证:用电压表分别测量出灯泡两端的电压U1、U2和电源两端电压U,并进行比较,若U1=U2=U,即可得出猜想是正确的。(7)实验评估:小明只进行了一次测量,得出的结论偶然性很大。为了使实验结论具有普遍性,应改变电源电压或小 灯泡的规格,重做上述实验。(8)实验问答:如果电源电压为6 V,根据并联电路各支路两端的电压相等且等于电源电压,灯L1的电压为6 V,灯L2的电压为6 V。
教材参考答案
第2节串、并联电路中电压的规律
教材第61页【想想做做】
电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。
教材第62页【动手动脑学物理】
1.4节3个解析:每节干电池两端电压为1.5 V,每个铅蓄电池两端的电压为2 V,电池组两端的电压等于每节电池两端的电压之和,所以要求电源电压是6 V,则需要4节干电池串联或3个铅蓄电池串联。
2.2.5 2.5 6.3 V解析:在题图甲中,两灯并联,并联支路用电器两端的电压相等且等于电源电压,所以V1、V2和V的示数相等,都为2.5 V;在题图乙所示的电路中,两灯串联,则电源电压等于各串联部分两端的电压之和。故电压表V的示数等于2.5 V+3.8V=6.3 V。
3.如图所示。
解析:连接电路时,可先从电源的正极出发将开关和其中的一个灯泡连入电路,连到电源负极后,再将另一个灯泡并联上,最后将电压表并联在支路两端或电源正、负极上。注意电压表的量程应选用0~3 V,连接时注意正、负接线柱的接法要正确。
4.电流表与电压表的对比,如下表所示。
比较 电流表 电压表
用途 测量电路中的电流 测量电压的高低
符号
连接方法 串联在被测电路中 跟被测电路并联
与电源相接 绝对不允许不经过电器直接连到电源两极上 能够直接并联在电源的两极上
相同点 ①使用前要调零,明确量程、分度值 ②使用时都要使电流从“+”接线柱流进,从“一”接线柱流出 ③都要选择合适的量程,都要等到指针稳定后再读数 ④不能估计出电流值、电压值时,可用“试触法”判断并选择合适的量程