16.2
串、并联电路中电压的规律
一.选择题
1.如图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.2.3V、9.2V
B.11.5V、2.3V
C.2.3V、11.5V
D.9.2V、2.3V
2.如图所示的电路中,电源电压为9V,闭合开关后,两灯均发光,电压表示数为6V,此时( )
A.灯泡L1两端电压为6V
B.灯泡L2两端电压为6V
C.灯泡L1两端电压为9V
D.灯泡L2两端电压为3V
3.下列说法正确的是( )
A.在并联电路中,不论灯泡是大是小,每个灯泡两端的电压都相等
B.使用电压表时,它的两个接线柱不允许不通过用电器直接与电源两极相连
C.只要电路两端接上电压表,则电路中一定有电流通过
D.电流表和电压表都有一定的量程,使用时应注意选择量程,量程越大越好
4.灯L1、L2完全相同,将它们接入电路,如图所示闭合开关( )
A.灯L1两端电压高
B.灯L2两端电压高
C.电流表测通过L1的电流
D.通过L2的电流为电流表示数的一半
5.甲、乙两灯泡并联接在同一电源上,甲灯比乙灯亮,且通过两灯电流之比是2:1,则甲、乙两灯两端电压之比是( )
A.1:2
B.2:1
C.1:1
D.条件不足,无法确定
6.如图所示,开关S闭合,两个灯均正常发光,电流表A1的示数为0.8A,电流表A2的示数为0.5A,电压表的示数为8V.下列判断不正确的是( )
A.通过灯L1的电流为0.3
A
B.灯L1两端的电压为8V
C.灯L2两端的电压为8
V
D.电源两端的电压为16
V
7.有甲、乙两根镍铬合金丝,甲和乙等长,乙粗些,把它们并联在同一电路中,它们两端的电压分别为U甲和U乙,下列判断中正确的是( )
A.U甲=U乙
B.U甲<U乙
C.U甲>U乙
D.无法判断
8.教室内的两盏日光灯都在正常工作,其中一盏灯L1很亮,另一盏灯L2很暗,则灯L1、L2两端的电压U1、U2的关系为( )
A.U1>U2
B.U1=U2
C.U1<U2
D.无法确定
9.如图是玩具汽车的电路图,以下有关说法中正确的是( )
A.电动机与灯泡工作时两端的电压不相等
B.电动机两端电压和灯泡两端电压之和等于电源电压
C.电动机与灯泡是并联的
D.开关
S2控制整个电路
10.小明在“探究串、并联电路特点”的活动时,设计了如图所示探究电路。开关闭合后,测得通过灯泡L1、L2中的电流分别为1A和2A,灯泡L1两端电压为3V,则下列分析正确的是( )
A.电池两端的电压是3V
B.L2两端的电压大于3V
C.L1和L2是串联连接的
D.流过开关的电流是2A
11.如图所示,开关闭合后,L1灯比L2灯亮,电流表A1示数为0.3A,下列说法正确的是( )
A.L1灯电压大于L2电压
B.L1灯电压小于L2电压
C.电流表A2示数大于0.3A
D.电流表A2示数小于0.3A
二.填空题
12.如图甲所示,当开关S由接点1转到2时,电压表示数变化如图乙所示,则电源电压是
V,开关接2时,灯泡L2两端的电压是
V。
13.如图所示,甲、乙分别是电路图丙中V1和V2的读数示意图,则那么L1两端的电压是
V,L2两端的电压是
V。
14.如图甲所示的电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则小灯泡L1两端的电压为
V,L2两端的电压为
V。
15.如图所示,闭合开关后,其中电压表V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3,则三个电压表示数之间存在的关系是
。
16.如图甲所示电路,当闭合开关后,两个电压表的指针均如图乙所示,则R1两端的电压为
V,R2两端的电压为
V,通过R1、R2的电流相比是
大(选填“R1”或“R2”或“一样”)
17.图中电源电压保持不变,当S1、S2都闭合时,电压表示数为4.5V;当S1闭合S2断开时,电压表示数为3V;那么电源电压是
,当S1、S2都断开时,L1两端的电压是
,L2两端的电压是
。
18.如图所示,电源电压为10V,闭合开关后,电压表V1是7V,电压表V2的示数是5V,则L1两端电压是
V.实验时,闭合开关若发现某电压表指针偏转如下图所示,产生该现象的原因是
。
19.如图电路,当闭合开关S1,断开S2时,电压表V1、V2、V3的示数分别为4V、1V、6V,电流表的示数为0.5A,则此时流过灯L1的电流为
A,电源电压为
V,当同时闭合开关S1,S2,则有示数的电表有
个。
20.如图所示,开关S接a时电压表示数为9V;开关接b时电压表示数为4V,则可知此时灯Ll两端电压Ul=
V,灯L2两端电压为U2=
V。
21.如图所示,电源由三节蓄电池串联而成,电压表V1的示数为3.8V,电压表V2的示数为3.3V,则灯L1、L2、L3两端的电压分别为
V、
V、
V。
三.实验探究题
22.小希用如图所示电路“探究串联电路的电压特点”。
(1)在拆接电路时,开关S必须
。
(2)实验中最好选择规格
(选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(3)测出灯L1两端的电压后,小希断开开关S,准备拆下电压表,改接在B、C之间。小明认为这样做太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小希认为小明的办法是错误的,原因是
。
(4)经过多次实验,将得到的数据记录在表中。分析实验数据,可得到串联电路的电压特点是
(用公式表示)。
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
(5)小希进行多次试验的目的是
。
23.小明同学对串联电路的电压规律进行了探究。
【猜想与假设】串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。
【设计与进行实验】①设计电路、连接器材;
②用电压表在AB间测出L1两端的电压U1;
③在测L2两端的电压U2时,小明为了节省时间,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;
④用电压表在AC间测出总电压U。
请完成以下问题:
(1)在连接或拆解电路时,开关必须处于
状态,为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择
(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。请在图乙中按如图甲所示的电路图连接实物电路;
(2)步骤2中,小明闭合开关后,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是L1
或L2
;(选填“短路”或“断路”)
(3)小明用步骤3的方法能否测出L2两端的电压?
,为什么?
。
(4)方法改进后,测出AB,BC,AC间的电压记录在表格中,小明分析表内数据得出结论:串联电路总
电压等于各用电器两端的电压之和。此实验在设计方案上存在的不足之处是
。
U1/V
U2/V
U3/V
1.2
1.6
2.8
24.小徐和小静探究“并联电路电压的关系”时,小徐先按图甲所示电路图连接图乙所示的实物图(电压表尚未连接)。
(1)小静一眼就看出了小徐连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现
(选填断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成滑动变阻器被损坏。
(2)小静只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。她的做法可能是
(写出一种即可)。
(3)接下来,他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中,通过调节滑动变阻器使电压表V1的示数如图2所示,则电压表V的示数是
V。
(4)在电路中串联滑动变阻器的作用是
,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于
端(选填“左”或“右”),该实验的结论是
。
参考答案
一.选择题
1.解:由电路图可知,电阻R1、R2串联,电压表V1测的是电阻R1、R2的串联电压,电压表V2测的是电阻R2两端的电压。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两电压表的指针位置相同,
所以,电压表V1的量程是15V,分度值为0.5V,则电源的电压U=11.5V,
电压表V2的量程是3V,分度值为0.1V,示数为2.3V,即电阻R2两端的电压U2=2.3V;
则电阻R1两端的电压U1=U﹣U2=11.5V﹣2.3V=9.2V。
故选:D。
2.解:由电路图可知,两灯泡串联,电压表测灯L2两端电压,
电压表示数为6V,则灯泡L2两端电压U2=6V,故B正确,D错误;
由串联电路的电压特点可得,灯泡L1两端电压U1=U﹣U2=9V﹣6V=3V,故AC错误;
故选:B。
3.解:A、并联电路两端电压相等;故A正确;
B、使用电压表时,它的两个接线柱允许不通过用电器直接与电源两极相连,故B错误;
C、当电压表并联在导线两端时,示数为零;故C错误;
D、电流表和电压表都有一定的量程,使用时应注意选择量程,量程合适即可,并不是越大越好,故D错误。
故选:A。
4.解:
由图知,灯L1、L2并联,电流表在干路上,测量干路电流。
AB、因为并联电路各支路两端的电压相等,所以灯L1、L2两端的电压相同,故AB错;
C、电流表在干路上,测量干路电流,故C错;
D、电流表在干路上,测量干路电流,而灯L1、L2完全相同,所以通过L2的电流为电流表示数的一半,故D正确。
故选:D。
5.解:因为甲、乙两灯泡并联接在同一电源上,并且并联电路两端电压相等,所以甲、乙两灯两端电压之比为1:1。
故选:C。
6.解:由图可知,两灯并联,电流表A2测量灯L2的电流,A1测量干路中的电流,电压表既测L2两端电压;
A、根据并联电路电流的特点可得通过灯L1的电流,I1=I﹣I2=0.8A﹣0.5A=0.3A,故A正确;
BCD、电压表测量灯泡L2两端的电压,根据并联电路电压的特点,电源电压和灯L1两端的电压也是8V,故BC正确,D错误;
故选:D。
7.解:
由题知,两根镍铬合金丝并联在同一电路中,由并联电路的电压特点可知,它们两端电压U甲=U乙。
故选:A。
8.解:因为家庭电路中各用电器并联连接,所以教室内的两盏照明灯两端的电压相等,即U1=U2。
故选:B。
9.解:
ABC、由图可知,当两开关都闭合时,电动机和小灯泡是并联的,并联电路中各支路两端的电压相等,所以电动机与灯泡工作时两端的电压相等,故AB错误,C正确;
D、开关S2在小灯泡所在的支路中,因此开关
S2控制小灯泡所在的支路,故D错误。
故选:C。
10.解:(1)由电路图可知,两灯泡并联,
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以干路电流I=I1+I2=1A+2A=3A,故CD错误;
(2)并联电路中各支路两端的电压相等,
L1两端的电压等于L2两端的电压等于电池两端的电压3V,故A正确,B错误。
故选:A。
11.解:(1)由电路图可知,灯L1和L2组成并联电路,并联电路中各支路的电压相等,故AB错误;
(2)已知电流表A1的示数为0.3A,即通过灯L1的电流大小为0.3A,
因为并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,电流表A2测通过干路的电流,所以A2的示数大于0.3A,故C正确、D错误。
故选:C。
二.填空题
12.解:
(1)由电路图可知,当开关S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源电压,由图乙可知,电源电压U=6V;
(2)当开关S接2时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压;由图乙可知,此时灯泡L1两端的电压U1=2V;
根据串联电路的电压规律可知,此时灯泡L2两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V。
故答案为:6;4。
13.解:由电路图可知,两灯串联,电压表V2测量电源电压,V1测量灯泡L1两端电压;
由图甲可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.4V,
由图乙可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为9.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,L1两端的电压U1=2.4V,电源电压U=9.5V,
则L2两端的电压U2=U﹣U1=9.5V﹣2.4V=7.1V。
故答案为:2.4;7.1。
14.解:
由电路图可知:电灯L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端的电压。
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表V1的示数应大于V2的示数;
而两个电压表指针偏转相同,所以电压表V1的量程是0~15V,分度值为0.5V,示数为9V,即电源电压U=9V;
电压表V2的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数1.8V,即L1两端的电压U1=1.8V,
由串联电路的特点可知:L2两端的电压U2=U﹣U1=9V﹣1.8V=7.2V。
故答案为:1.8;7.2。
15.解:
由电路图可知,L1和L2串联连接,V1并联在L1两端,所以V1测量L1两端的电压;而V2与L2并联,所以V2测量L2两端的电压;V3直接并联在电源两端,所以V3测量电源电压;
因为串联电路两端的电压等于各部分电压之和,所以电源电压等于L1两端的电压与L2两端的电压之和,则三个电表示数之间存在的关系为U3=U1+U2。
故答案为:U3=U1+U2。
16.解:由图可知,R1和R2串联,而电压表V1测量的是电源电压,电压表V2测量的是R2的电压,
所以电压表V1的示数应比电压表V2的示数大,但两个电压表的指针位置相同,这说明电压表V1选的是0﹣15V的量程,其分度值为0.5V,根据指针位置,电压表读数为6V,即电源电压为U=6V;
电压表V2选的是0﹣3V的量程,分度值为0.1V,根据指针位置,电压表读数为1.2V,故R2两端的电压为U2=1.2V;
根据串联电路的电压关系,L1两端的电压:U1=U﹣U2=6V﹣1.2V=4.8V。
因为串联电路中电流处处相等,所以通过R1、R2的电流相比是一样大的。
故答案为:4.8;1.2;一样。
17.解:(1)当S1、S2都闭合时,电路为灯泡L1的简单电路,电压表测电源的电压,
则电源的电压U=4.5V;
(2)当S1闭合,S2断开时,灯泡L1与灯泡L2串联,电压表测L1两端的电压,
则L1两端的电压U1=3V,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以L2两端的电压:U2=U﹣U1=4.5V﹣3V=1.5V。
故答案为:4.5V;3V;1.5V。
18.解:由电路图可知,三灯泡串联,电压表V1测灯泡L1和L3两端的电压之和,电压表V2灯泡L1和L2两端的电压之和,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可得:
U1+U2+U3=10V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U1+U3=7V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
U1+U2=5V﹣﹣﹣﹣﹣③,
解得,U3=5V,U1=2V,
由右图可知,闭合开关后电压表指针向左偏转,由此可见,电压表的正负接线柱接反了;
故答案为:2;电压表的正负接线柱接反了。
19.解:
(1)由电路图可知,当闭合开关S1,断开S2时,三灯串联,电流表A1测电路中电流,电压表V1测L1和L2的总电压,V2测L2两端电压,V3测L2和L3的总电压,
由串联电路的电流特点可知,此时通过灯L1的电流大小等于0.5A;
由串联电路的电压特点有:
U1+U2=UV1=4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U2=UV2=1V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
U2+U3=UV3=6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②可得:U1=3V,
由②③可得:U3=5V,
所以电源电压:U=U1+U2+U3=3V+1V+5V=9V;
(2)由电路图可知,同时闭合开关S1,S2时,只有L1接入电路中,L2和L3被短路,
所以三个电压表都无示数,两电流表都有示数,即有示数的电表有两个。
故答案为:0.5;9;两。
20.解:
由电路图可知,两灯串联在电路中,开关接a时,电压表测电源电压,即U=9V,
当开关接b时,电压表测灯泡L2两端电压,即U2=4V,
由串联电路的电压特点可得,Ll两端电压Ul=U﹣U2=9V﹣4V=5V。
故答案为:5;4。
21.解:
由电路图可知,三灯串联,电压表V1测的L1、L2的总电压,电压表V2测的L2、L3的总电压,
一节蓄电池2V,电源由三节蓄电池组成,所以电源电压为6V,
由串联电路的电压特点有:
U1+U2+U3=6V﹣﹣﹣①
U1+U2=3.8V﹣﹣﹣②
U2+U3=3.3V﹣﹣﹣③
由①②③可得三灯的电压:U1=2.7V、U2=1.1V、U3=2.2V。
故答案为:2.7;1.1;2.2。
三.实验探究题
22.解:(1)为保护电路安全,在拆接电路时,开关必须断开。
(2)探究串联电路的电压特点,为了寻找规律,必须换用不同规格的小灯泡进行多次实验,这样得出的规律才有说服力。
(3)在测L1两端的电压后,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,这样电压表正负接线柱接反,所以不能测出L2两端的电压。
(4)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:
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。
(5)实验过程中,小希测量得到多组电压值的目的是:总结规律,避免结论的片面性。
故答案为:(1)断开;(2)不同;(3)电压表正负接线柱会接反了;(4)UAC=UAB+UBC;(5)得到普遍规律。
23.解:(1)在连接或拆解电路时,为了保护电路,开关必须要断开;为了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)闭合开关,电压表示数为零,说明电压表的正负接线柱没有与电源正负极相连,因此故障可能是L1短路或者L2断路;
(3)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,并改接到C接点上,这样电压表正负接线柱接反,所以不能测出L2两端的电压;
(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)断开;不相同;(2)短路;断路;(3)不能;因为电压表的正负接线柱接反了;(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。
24.解:(1)由图知,电流未通过两灯泡直接形成了回路,可知两灯泡被短路,此时两灯泡都不会亮;
滑动变阻器的阻值不是最大,电路中的电流会较大,有可能损坏滑动变阻器或电源;
(2)可将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B;
(3)由图丁知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.5V;因为灯泡并联,所以V的示数也为2.5V;
(4)滑动变阻器在电路中的基本作用是保护电路,还可以改变灯泡两端电压或电路中的电流;滑动变阻器的下面接了右边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最左端,使其阻值最大。该实验的结论是并联电路各支路电压相同且等于电源电压。
故答案为:(1)短路;(2)可将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B;(3)2.5;(4)移动滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压;左;并联电路各支路电压相同且等于电源电压。