串并联电路专题五：串、并联电路电压规律实验题(含解析）

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串并联电路专题五：串、并联电路电压规律实验题
1．小芳在“探究串联电路电压特点”的实验中，连接好了的实物电路图如图甲所示，请你协助完成：
（1）在方框内画出与图甲对应的电路图，并在电路图中标上L1、L2。
（2）在某次测量时，电压表的示数如图乙所示，此时灯L1两端的电压为　 　V。
（3）闭合开关后，小芳发现L1、L2均不发光，电压表有示数且大小接近3V，则电路中出现的故障可能是L1发生了　 　（选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后，小芳在测量了灯L1两端的电压后，断开开关，然后将导线AE的A端松开，接到D接线柱上，测量灯L2两端的电压，这一做法会造成　 　。
2．如图甲是小明“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。
（1）连接电路时，开关应　 　。实验时，灯L1和灯L2的规格应　 　。（填“相同”或“不相同”）
（2）闭合开关后，小明发现两灯都不发光，于是分别把电压表接在图甲中AB两点、BC两点及AC两点，测得数据分别是UAB＝3V，UBC＝0V，UAC＝3V；小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障，则故障可能是　 　。
（3）处理好故障后，小明把电压表接在AB之间重新测量，电压表示数如图乙所示，电压表的分度值是　 　V；为了使实验结果更准确，接下来小明应该：断开开关　 　。
（4）正确实验后，小明分析多组数据得出结论：　 　。（请使用文字叙述）
2题 3题
3．小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，都设计了如图甲所示的电路。
（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）小明根据图甲连接好电路，闭合开关后，发现电压表示数为零，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是　 　（写出一种即可）。
（3）排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在下表中。
UAB/V UBC/V UAC/V
1.4 1.4 2.8
分析实验数据得出两个实验结论：①串联电路两端的电压　 　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。
（4）实验结束后小明和小华互相交流，小华指出结论②是错误的，造成结论错误的原因是　 　，另外，小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是　 　。
（5）小明和小华还进行了深入交流，为了节省时间，利用原来的电路图，在测L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到C接点上，这个方法　 　（选填“能”或“不能”）测出L2两端的电压，理由是　 　。
4．实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后，得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论，这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。老师引导同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究：
（1）测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点，是为了测量灯泡　 　的电压，闭合开关，电压表的示数（如图乙所示）是　 　V。
（2）测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V，由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象，应选择较　 　（选填：“粗”或“细”）的导线，原因是　 　。
（3）完成以上步骤后，他们准备测量开关两端的电压，你认为这一步骤是否有必要，理由是　 　。
4题 5题
5．在“探究串联电路电压的特点”活动中。
（1）如图所示，连接电路时，至少需要　 　根导线；实验中应选择规格　 　（相同/不同）的小灯泡。
（2）在测L1两端电压时，闭合开关，发现电压表示数为零，原因可能是　 　（填出一种即可）。
（3）小芳保持电压表的B连接点不动，只断开A连接点，并改接到C连接点上，测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压？　 　，理由是　 　。
（4）小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中，分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价：　 　，改进方法是　 　。
UAB/V UBC/V UAC/V
2.4 1.4 3.8
6．在今年的实验操作考试中，吴丽同学抽到“探究串联电路电压的规律”的实验，其实验过程如下：
（1）她在检查实验器材时发现电压表的指针位置如图1所示，接下来她要对电压表进行的操作是　 　。
（2）问题解决后，开始按图2连接好电路，用开关试触时发现电压表的指针又偏转到图1的位置，则电压表产生此现象的原因是　 　。
（3）改正错误后，她用电压表分别测量L1两端的电压UAB、L2两端的电压UBC和L1L2两端的总电压UAC，更换不同灯泡，再做两次实验，将三次测出的电压填入下表。
实验次数 UAB UBC UAC
第一次 0.8 2.2 3
第二次 1.0 2.0 3
第三次 1.2 1.8 3
请你根据她的实验过程和有关数据回答下列问题：
①上面设计的表格中存在的不足之处是　 　。
②分析表格中的数据，得出实验结论是　 　。
③在许多实验中都需要进行多次测量：有的是为了找到普遍规律，避免偶然性；有的是为了求平均值以减小误差。下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是　 　（填字母）。
A．测量物体的长度 B．伏安法测电阻 C．探究重力大小与质量的关系。
7．一实验小组用如图所示的器材探究“串联电路的电压关系”。用三节干电池串联作电源，两只规格不同的小灯泡：L1、L2，其中：L1电阻值已知，L2电阻值未知。
（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的总电压。
（2）为了保证电路的安全，连接器材时，开关应　 　。
（3）小明用电压表测量L1两端电压时，直接选用0～3V的量程，小悦说这样不行，规范的操作方法应该是　 　。
（4）在测量L2两端电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0，用电压表检测L1两端电压，电压表示数为电源电压，出现此故障的原因可能是　 　。
（5）他们排除故障后继续实验，得出一组实验数据如表1．为了得出串联电路电压关系的普遍规律，他们还应　 　。
表1
L1两端电压/V L2两端电压/V 串联电路总电压/V
1.5 3 4.5
（6）实验结束，小明在整理实验器材时提出一个探究设想：利用上面的器材来测量L2的电阻。请帮他设计一下实验方案，若有电路图请画出来。
7题 8题
8．小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，设计了如图甲所示的电路。
（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）小明根据图甲连接好电路，闭合开关后，发现电压表示数为零，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是　 　。
（3）排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在表中。
UAB/V UBC/V UAC/V
1.4 1.4 2.8
分析实验数据得出两个实验结论：①串联电路两端的电压　 　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。
（4）实验结束后小明和小华互相交流，小华指出结论②是错误的，造成结论错误的原因可能是使用的灯泡规格　 　（选填“相同”或“不相同”）。
除此之外，小华还指出应多测几组实验数据，这样才能　 　（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。
9．在探究“串联电路电压的规律”实验中：
（1）按如图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　 　。
（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：　 　。
（4）要用电压表测灯L2两端的电压，连接电路如图甲所示。图中只有一根导线连错了，请你在连错的导线上划“ד，并用笔画线表示导线将电路连接正确。
（5）改正电路后，闭合开关。如图乙所示，电压表的示数为　 　V；若电源电压为3V，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：
方案甲：反复断开，闭合开关，测出各电压值；方案乙：更换不同规格的灯泡，测出各电压值；
方案丙：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　 　。
10．某同学根据图甲所示的电路图探究并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系。
（1）实验中应选择　 　规格的小灯泡L1、L2连接电路。
（2）为了测量电源两端的电压，他连接了如图乙所示的电路。该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。
（3）正确连接电路后，该同学测出小灯泡L1和L2两端的电压分别是2.6V和2.7V，测量电源两端电压时电压表示数如图丙所示，则电源两端电压是　 　V．分析数据发现三次测量值有差异，该同学认为是以下三种原因造成的，其中合理的是　 　（填序号）。
①测量电压有误差 ②小灯泡亮度不同 ③电压表没有选择合适的量程
参考答案与试题解析
1．解：（1）由实物图分析可知，两盏灯串联，开关控制整个电路，电压表测量灯泡L1两端电压，画出相应的电路图如下：
（2）由图甲可知，电源由2节干电池串联组成，则电源电压大约3V，因此图乙电压表选用的是小量程，其分度值是0.1V，此时电压表的示数是1.9V。
（3）闭合开关S后，灯L1、L2均不发光，说明电路中可能有断路故障，而电压表的示数大小接近电源电压3V，说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连，故灯L1发生断路。
（4）如图，如果将AE导线的A端松开，接到D接线柱上来测量灯L2两端的电压，这样电流从电压表的“﹣”接线柱流入，从“+”接线柱流出了，即会造成电压表的正负接线柱接反。
故答案为：（1）见上图；（2）1.9；（3）断路；（4）电压表的正负接线柱接反。
2．解：（1）连接电路时，开关应断开。实验时，为得出普遍性的结论，灯L1和灯L2的规格应不相同；
（2）闭合开关后，小明发现两灯都不发光，于是分别把电压表接在图甲中AB两点、BC两点及AC两点，测得数据分别是UAB＝3V，则说明AB之外的电路为通路，UAC＝3V，说明AC之外的电路为通路；说明AB之外的电路为通路；UBC＝0V，说明BC之外的电路为断路，小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障，则故障可能是L1断路；
（3）处理好故障后，小明把电压表接在AB之间重新测量，电压表选用大量程，示数如图乙所示，电压表的分度值是0.5V，电压为2V，为了使实验结果更准确，接下来小明应该：断开开关，换接电压表0～3V；
（4）正确实验后，小明分析多组数据得出结论：串联电路的总电压等于各部分电压之和。
故答案为：
（1）断开；不相同；（2）L1断路；（3）0.5；换接电压表0～3V；（4）串联电路的总电压等于各部分电压之和。
3．解：
（1）由图知，连接电路前，在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上，则应对电压表进行调零，使指针指在零刻度线上；
（2）由电路图知，两灯泡串联，电压表测灯泡L1两端的电压；
闭合开关S后，电压表示数为零，且只有L1或L2中的一处发生故障；若灯L1、L2均不亮，说明电路发生断路，而电压表没有示数，说明电压表的两端不能与电源连通，则是L2断路；若L2亮、L1不亮，而电压表没有示数，则可能是灯L1短路；
（3）由表中实验数据可知，串联电路的总电压等于各部分电路电压之和。
（4）由实验数据可知，各部分电路两端电压相等，该结论是错误的，造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验；
由实验数据可知，只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性，为得出普遍结论，应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验；
（5）为了节省时间，利用原来的电路图，在测L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到C接点上，这样做不能测出L2两端的电压，因为根据电路图分析可以看出，直接改接一端连线，会造成电压表的正负接线柱接反了；
故答案为：（1）对电压表进行调零；（2）L2断路（或L1短路）；（3）等于；（4）选用相同规格的灯泡做实验；只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性；（5）不能；电压表的正负接线柱接反了。
4．解：（1）电压表接在CD两点，与灯泡L1并联，测量灯泡L1的电压；
闭合开关，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，则电压表的示数1.7V；
（2）在长度和材料相同时，横截面积越小电阻越大，故为了能更明显地观察到导线分压的现象，需要选用较细的导线使导线的电阻大，分压多；
（3）有必要，开关容易接触不良，造成电阻变大，分压增多，故有必要测量开关两端的电压。
故答案为：（1）L1；1.7；（2）细；在长度和材料相同时，横截面积越小电阻越大，分压大，更容易观察到实验现象；（3）有必要，开关容易接触不良，造成电阻变大，分压增多。
5．解；（1）由电路图可知，共需要导线6根导线；为了避免实验的偶然性，使探究得出的结论具有普遍意义，应该选取不同的小灯泡进行实验；
（2）电压表示数为零，说明电路中出现了断路；若L1断路，则电压表测量的电源电压，有示数；若L2断路，则电压表无示数；
根据U＝IR可知，当与电压表并联部分的电阻为0时，电压表的示数也为0，故故障还可以是L1短路；
（3）测出L1两端的电压，A与电压表的正接线柱相连。小聪将与A点相连的导线改接到C点，则会造成电流从负接线柱流入了。小芳的办法是错误的；
（4）本实验只做了一次实验，而没有进行多次测量，只凭一组实验数据得出结论带有偶然性，不能得出正确规律，故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
故答案为：（1）6；不同；（2）L2断路；（3）不能；正负接线柱反接了；（4）一次实验具有偶然性；更换规格不同的灯泡进行多次实验。
6．解：（1）由图知，电压表指针没有指在零刻度线上，使用电压表前应对电压表进行调零，使指针指在零刻度线上；
（2）根据题意可知，电压表的指针发生了反向偏转，说明电压表的正负接线柱接反了；
（3）①分析表格内容可知，表中测量的物理量没有单位，因此该表格的不足之处：物理量没有单位；
②AB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：
第一次实验：UAC＝3V，UAB+UBC＝0.8V+2.2V＝3V；
第二次实验：UAC＝3V，UAB+UBC＝1.0V+2.0V＝3V；
第三次实验：UAC＝3V，UAB+UBC＝1.2V+1.8V＝3V；
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，即UAC＝UAB+UBC；
③研究“物体的质量跟体积的关系”，多次实验的目的是总结规律，避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性。
A、测量课本的长度，采用多次测量的目的是：取平均值，减小测量误差；
B、伏安法测电阻，采用多次测量的目的是：取平均值，减小测量误差；
C、探究重力与质量的关系，多次测量的目的是：总结规律，防止结论的偶然性。
故选C。
故答案为：（1）对电压表进行调零；（2）电压表的正负接线柱接反了；（3）①物理量没有单位；②串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和；③C。
7．解：（1）依次将开关、灯泡L1、L2串联进电路，因两灯泡的总电压为7.3V，故电压表选大量程且与L1、L2并联，实物图连接如下所示：
；
（2）在连接电路的过程中，为了保护电路，开关应断开；
（3）电流表和电压表在使用时，如不能估计测量值的大小，应采用试触法选择合适量程，即先选用0～15V的量程试触，如果示数小于3V，再改用0～3V量程测量。
（4）两灯突然熄灭，说明电路发生断路，此时电压表的示数为电源电压，说明电压表连接在电源的两端，故是L1断路；
（5）由表中实验数据可知，两灯泡两端电压之和1.4V+3.1V＝4.5V等于串联总电压，为了得出普遍规律，应换用不同规格的器材（灯泡、电源）或加滑动变阻器，多次测量。
（6）当两个电阻串联时，L1电阻值已知，用电压表可以测出电阻L1两端的电压U1，根据欧姆定律求出电流的大小为：I＝，串联电路中各处电流相同，则该电流为通过L2的电流，利用电压表再测出电阻L2两端的电压U2，根据R＝可以求出L2电阻为：RL2＝＝，电路图为：
。
故答案为：（1）如图；（2）断开；（3）先选用0～15V的量程试触，如果示数小于3V，再改用0～3V量程测量；（4）L1断路；（5）应换用不同规格的器材（灯泡、电源）或加滑动变阻器，多次测量；（6）如图。
8．解：
（1）由图知，连接电路前，在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上，则应对电压表进行调零，使指针指在零刻度线上；
（2）由电路图知，两灯泡串联，电压表测灯泡L1两端的电压；
闭合开关S后，电压表示数为零，且只有L1或L2中的一处发生故障；若灯L1、L2均不亮，说明电路发生断路，而电压表没有示数，说明电压表的两端不能与电源连通，则是L2断路；
若L2亮、L1不亮，而电压表没有示数，则可能是灯L1短路；
（3）由表中实验数据可知，串联电路的总电压等于各部分电路电压之和。
（4）由实验数据可知，各部分电路两端电压相等，该结论是错误的，造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验；
由实验数据可知，只测出了一组实验数据，实验次数太少，得出的实验结论具有偶然性和片面性，为得出普遍结论，应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验。
故答案为：（1）对电压表进行调零；（2）L2断路（或L1短路）；（3）等于；（4）相同；寻找普遍规律。
9．解：（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，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，电压表的连接方式出错的，改正结果如图：
；
（5）如图所示，两灯串联，电压表测L2的电压，电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压表的示数为1.2V；若电源电压为3V，根据串联电路电压的规律，则灯L1两端的电压：U1＝U﹣U2＝3V﹣1.2V＝1.8V；
（6）方案乙和方案丙：换用不同的规格的小灯泡，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性的规律；而方案甲中反复断开，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，即不可行的是方案甲。
故答案为：（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）如图；（5）1.2；1.8；（6）甲。
10．解：（1）为得出普遍性的结论，实验中应选择不同规格的小灯泡L1、L2连接电路；
（2）原电路中，电压表与导线并联，电压表测电源电压，应与电源并联，如下所示：
（3）①测量电压有误差，造成三次测量值有差异，此选项正确；
②小灯泡亮度由灯的实际功率决定，灯的亮度是因为灯的实际功率不同，
③本实验中，电压表选用小量程，电压表选择的量程合适，此选项不正确。
故选①。
故答案为：（1）不同；（2）如上所示；（3）2.8；①
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