16.2 串、并联电路中电压的规律
如图,为了发挥废旧电池的余热,一些研究人员设计了一种环保型的灯,将废旧电池塞进这个灯底座里后,它们的能量就可以让这盏灯释放足够的光芒照亮黑夜,其实这种灯所需的电压比较 ;用了一段时间后,发现灯变暗了,这时将两节旧电池串联即可启动,这说明了电池串联后总电压变 。(均选填“小”或“大”)
【基础堂清】
1. 串联电路两端的电压 串联电路中各部分电路两端的电压 。在并联电路中,各支路两端的电压 。
2.流过某手电筒小灯泡的电流大约是200 mA,等于 A;此手电筒工作时要求电源电压是3 V,需要用 节干电池串联起来。
3.两个小灯泡串联在电路中,电源电压为16 V,现测得其中一个小灯泡两端的电压为6 V,通过这个小灯泡的电流为0.5 A,则另一个小灯泡两端的电压为 V,通过它的电流为
A。
4.如图甲所示的电路中,电源电压为3 V,闭合开关,电压表测量灯泡 两端的电压。此时电压表的示数如图乙所示,则灯泡L1两端的电压为 V。
在“探究串联电路电压规律”的实验中,小明设计了如图所示的电路图,为使结论具有普遍性,L1、L2应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡,闭合开关后电压表V1的示数为2.5 V,V的示数为4.5 V,则该电路的电源电压为 V,灯L2两端电压为
V。
【素养日清】
6.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。下列说法正确的是 ( )
A.实验中必须选择两个相同的灯泡
B.电路连接好后,可直接闭合开关进行实验
C.测完L1两端的电压后,可将电压表接A的导线直接改接到C上测L2两端的电压
D.当实验中电压表示数如图乙所示时,应对调“-”和“3”两个接线柱的接线
7. 在如图所示的电路中,开关S闭合后,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,那么下列关系式正确的是 ( )
A.U2=U1+U3,I1=I2
B.U1=U2=U3,I1=I2
C.U1=U2=U3,I1D.U1=U2+U3,I1>I2
8.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数为6 V,电压表V2的示数为3.4 V,那么下列说法中不正确的是 ( )
A.电源电压为6 V
B.L1两端电压为2.6 V
C.将电压表V1换成电流表,则L1、L2都不亮
D.将电压表都换成电流表,则L1与L2并联
9. 在探究“串联电路电压的规律”实验中:
(1)按如图1所示的电路图连接电路,小明刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明他在连接电路时没有将 。
图1
(2)下面是实验中出现的故障,请你找出故障原因:
①闭合开关,发现电压表示数为零。L1不发光,L2发光,则故障可能是 。
②闭合开关,发现电压表有示数。L1和L2都不发光,则故障可能是 。
(3)如果甲、乙两组的同学在实验过程中分别发现电压表出现了如图2、3所示的现象,请你分析他们在实验时出现问题的原因:
甲组: 。乙组: 。
图2 图3
(4)要用电压表测灯L2两端的电压,连接的电路如图4所示。图中只有一根导线连错了,请你在连错的导线上画“×”,并用笔画线表示导线将电路连接正确。
图4 图5
(5)改正电路后,闭合开关。如图5所示,电压表的示数为 V;若电源电压为3 V,则灯L1两端的电压是 V。
(6)要使实验结论更具普遍性,同学们讨论了以下三种方案:
方案一:反复断开、闭合开关,测出各电压值。
方案二:更换不同规格的灯泡,测出各电压值。
方案三:增加电池节数,测出各电压值。
以上三种方案,你认为不可行的是方案 。
【参考答案】
小 大
1.等于 之和 相等
2.0.2 2
3.10 0.5
4.L1 2.3
解析:根据电路图可知,小灯泡L1、L2是串联,闭合开关,电压表与L1并联,即电压表测的是L1两端的电压,已知电压表选用的小量程,电压表分度值为0.1 V,示数为2.3 V,即L1两端的电压是2.3 V。
5.不同 4.5 2
6.D 7.A 8.D
9.(1)开关断开
(2)①L1短路
②L1断路
(3)电压表的量程选择过大 电压表的正、负接线柱接反了
(4)答案:
(5)1.2 1.8
(6)一
解析:(1)小明刚连接好最后一根导线,两灯立即发光,这说明他在连接电路时没有将开关断开;(2)①闭合开关,发现L2发光,L1不发光,说明电路出现了短路现象,电压表示数为零,L1不发光,则故障可能是L1短路;②闭合开关,L1和L2都不发光,说明电路出现了断路,发现电压表有示数,说明电压表的正、负接线柱与电源是接通的,则故障可能是L1断路;(3)在实验时甲、乙两组的同学分别发现电压表出现了如图2、3所示的现象,甲组指针偏转角度过小,原因是电压表量程选择过大;乙组指针反向偏转,原因是电压表正、负接线柱接反了;(4)电压表测灯L2两端的电压,则电压表应与L2并联,由图可知,电压表的连接方式是错的,改正结果如答图。(5)如图5所示,两灯串联,电压表测L2的电压,电压表选用小量程,分度值为0.1 V,电压表的示数为1.2 V;若电源电压为3 V,根据串联电路电压的规律,则灯L1两端的电压U1=U-U2=3 V-1.2 V=1.8 V;(6)方案二和方案三换用不同规格的小灯泡或者增加电池的节数(改变电源电压),测出电源电压和灯泡L1、L2两端的电压,可以得到串联电路电压关系的普遍规律;而方案一中反复断开、闭合开关,测出的数据相同,只是一组数据,得出的结论不具有普遍性,不可行,即不可行的是方案一。