16.2
串、并联电路中电压的规律
一.选择题
1.如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,下列描述不正确的是( )
A.L1
两端电压为2V
B.L1两端电压为4V
C.L
2
两端电压为4V
D.L1
和
L2
两端电压之和6V
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.如图所示,当开关闭合时,两只电压表的示数分别由b、c两图读得,则电灯L2两端电压是( )
A.15V
B.12.5V
C.10V
D.2.5V
4.小灯泡L1和L2接到同一电路中,电源电压为U,灯L1两端的电压为U1,L1中的电流为I1,L2两端的电压为U2,L2中的电流为I2,则满足下列哪一条件时可确定灯L1和L2一定为并联( )
A.U1=U2
B.I1=I2且U=U1+U2
C.U=U1=U2
D.U1=U2且I1=I2
5.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
6.如图所示,灯泡L1比L2亮,电压表V示数为6V,下列说法正确的是( )
A.V1示数为
6V
B.V1示数大于6V
C.V2示数小于6V
D.V
2示数大于6V
7.2020年合肥市区实验操作考试某同学抽签试题:“测量串联电路电压”,他按如图甲所示连接电路,闭合开关后,用电压表分别测量UAB、UCB、UAC三处电压,关于在实验过程中出现的情况,下列说法正确的是( )
A.只要实验操作、读数正确,三次测量结果一定不会出现UAC≠UAB+UCB
B.连接好电路,闭合开关后电压表示数出现如图乙所示的情况,必须将电压表校零
C.实验时电压表示数出现UAB=UAC,且不为0,可能是A、B之间发生了断路
D.测出UAB间电压后,保持B不动,将电压表连线由A改接到C,即可测出UBC
8.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
二.填空题
9.如图所示,在探究并联电路的电流、电压关系时,小明把阻值不等的两个灯泡接入电路中,用电流表测出通过A、B、C三点的电流分别为IA、IB、IC.用电压表测出两个灯泡和电源两端电压分别为UB、UC、U.则IA、IB、IC三者之间的关系是
;UB、UC、U三者之间的关系是
。
三.实验探究题
10.在“探究并联电路中的电压关系”时,小册想把两个灯泡并联起来,用电压表测量并联电路的总电压。
(1)小册连接了如图所示电路,闭合开关后,会出现的情况是
;
A.只有L1亮
B.只有L2亮
C.L1和L2都亮
D.L1和L2都不亮
(2)请你检查一下电路,错在哪里?请把接错的一根导线找出来,打上“×”,再用笔画线将电路连接完整。
(3)通过这个实验,可以得出:在并联电路中,各支路两端的电压
。
11.在“探究并联电路特点”的实验中,班级同学根据如图所示电路进行实验,三组同学通过实验获得的数据分别填入表中。根据表中数据,可得初步结论是:
。某同学看了数据后认为第一小组和第二小组的数据是错的,只有第三小组的数据是对的。你是否同意该同学的观点,请简要说明理由:
。
实验组号
电源电压U(伏)
L1两端电压U1(伏)
L2两端电压U2(伏)
第一组
6
5.5
5.5
第二组
2.8
2.4
2.4
第三组
4.5
4.5
4.5
12.小希和小聪一起进行“探究串联电路的电压关系”的实验。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1和L2应该选择
。(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(2)小希根据如图连接好电路,闭合开关,发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近电源电压,则电路中出现的故障可能是L1发生了
(选填(“短路”或“断路”)。
(3)测出L1两端的电压后,小希断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间。小聪为这样操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可,小希认为小聪的办法是错误的,原因是
。
13.在“探究串联电路电压的特点”实验中:
某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2数据如表:
U/V
U1/V
U2/V
2.6
1.3
1.3
(1)该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是
(用题中物理量符号表示)。
(2)实验过程中,若L1灯丝断了,观察到电压表V1示数为
,电压表V2示数为
。
(3)该实验还有待改进,请写出其中一点:
。
14.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”)。
15.小明选用两节新电池,两个小灯泡,一个电压表来探究串联电路电压的特点
(1)若要测量灯泡L1两端的电压,请在图甲中补充完整小明的实验电路图;
(2)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
。
(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
。(用文字表示)
次数
UAB
UBC
UAC
1
1.2
1.2
2.4
(4)小明接下来换用其他规格的小灯泡又进行了几次实验,他这样做的主要目的是
。(填序号)
①寻找普遍规律
②减小实验误差
16.小西和小林用如图所示的器材探究串联电路的电压关系。用三节干电池串联做电源。
(1)小西用电压表测量L1两端的的电压时,电压表指针偏转角度过小,如图所示,接着她应该
。
(2)他们正确选接电路后,得出了下表所示的一组数据,分析实验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的电压
各用电器两端电压之和;②串联电路中,各用电器两端电压相等。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.1
2.1
4.2
(3)小西和小林互相交流后认为结论②是片面的。为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应当:
。
(4)在实验中他们还发现:电源两端电压总大于各用电器两端电压之和,询问老师后知道是导线分压造成的。小林想更明显地观察到导线分压的现象,他应该选择较
(选填“粗”或“细”)的导线进行实验。
参考答案
一.选择题
1.解:由图可知,电源电压为6V,故两个灯泡的总电压是6V;L1、L2串联,开关S闭合后电压表测L2两端的电压,则L2两端的电压为4V,所以L1的电压是:6V﹣4V=2V;此题是选择错误选项,故选B。
故选:B。
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:由电路图知,两灯串联在电路中,两电压表分别测电源和L1两端电压,
串联电路的电源电压等于各用电器两端电压之和,所以电源电压一定大于L1两端电压,
b图中电压表使用0﹣15V量程,分度值为0.5V,即电源电压U=12.5V,
c图中电压表使用0﹣3V量程,分度值为0.1V,即L1两端电压U1=2.5V,
由串联电路的电压特点可得,电灯L2两端电压U2=U﹣U1=12.5V﹣2.5V=10V。
故选:C。
4.解:
在串联电路中,若两灯的规格完全相同,则两灯分得的电压也相同,所以根据只“U1=U2”不能判断两灯是并联的,故A错误;
在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,两支路电流可能相等,也可能不相等,故BD错误;
若灯泡L1、L2并联接在电路中,因并联电路中各支路两端电压与电源电压相等,所以U=U1=U2,故C正确。
故选:C。
5.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。
6.解:根据电路可知,两灯泡并联,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,而并联电路两端电压相等,因此电压表V、电压表V1、电压表V2的示数相等,都等于6V。
故选:A。
7.解:A、若出现Uac≠Uab+Ubc,即Uab+Ubc与Uac间电压不相等,但在测量误差允许的范围内,可以得出:串联电路两端的总电压等于各用电器两端电压之和,故A错误;
B、连接好电路,闭合开关后若电压表的指针指在了0刻度线的左边时,即指针反向偏转,说明电压表正负接线柱接反了,需要将电压表的正负极接线柱互换,故B错误;
C、实验时电压表示数Uab=Uac,且示数不为0,可能是A、B之间发生了断路或B、C间发生了短路,故C正确。
D、用电压表测出Uab间电压后,保持B不动,将A改接到C,虽然电压表此时与L2并联,但电流从电压表负接线柱流入,闭合开关后,电压表指针会反偏,所以不能测出L2两端的电压,故D错误;
故选:C。
8.解:用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为为出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。
二.填空题
9.解:由题知,两灯并联在电路中,
因为并联电路中,各个支路电流之和等于干路电流,所以IA=IB+IC;
因为并联电路中,各个支路两端电压等于电源电压,所以U=UB=UC。
故答案为:IA=IB+IC;U=UB=UC。
三.实验探究题
10.解:(1)根据图可知,电流从电源的正极出来,经过灯泡L2回到电源的负极,所以灯泡L2会发光;由于灯泡L1与电压表串联在电路中,所以通过L1几乎无电流,L1不发光;故选B;
(2)由图可知,电压表串联在了电路中,电压表应并联在电路中,所以电压表右端的导线接错了;
电流从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,如图所示:
;
(3)根据实验可知,在并联电路中,各支路两端的电压是相等的。
故答案为:(1)B;(2)如图;(3)相等。
11.解:
由图知,两灯并联,电压表分别测两条支路和电源两端电压,由表中数据可知,两条支路电压是相等的,所以可得到初步结论是:并联电路中,各支路两端电压都相等;
由表中第一、二小组实验中数据发现支路电路与电源电压并不相等,这并不能说明这两组实验就是错误的,我们应尊重实验现象,允许测量中误差的存在,可以换用不同灯泡多做几次实验。
故答案为:并联电路中,各支路两端电压都相等;不同意,应尊重实验现象,允许测量中误差的存在,可以换用不同灯泡多做几次实验。
12.解:(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,应该选取不相同的小灯泡进行实验;
(2)若L1短路,电压表示数为0,电路为通路,L2发光,不符合题意;
若L1断路,闭合开关S后,灯L1、L2均不发光,电压表与灯L2串联在电路中,电压表测电源电压,电压表有示数,符合题意,故电路中出现的故障可能是L1发生了断路;
(3)因已测量出L1的电压,故与A点相连的为电压表的负接线柱,与B点相连的为电压表的正接线柱;在测L2两端的电压时,如果电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,则电流从电压表负接线柱流入了,即电压表的正负接线柱接反了,故小希的做法是错误的。
故答案为:(1)不相同;(2)断路;(3)电压表的正负接线柱接反了。
13.解:(1)由图表可知,该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是:U1+U2=U;
(2)实验过程中,若L1灯丝断了,电压表V1测灯Ll两端的电压此时是电源的电压,电压表V1示数为2.6V;由于电路断路,电压表V2测灯L2两端的电压,示数为0V;
(3)该实验还有待改进,电路中换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
故答案为:(1)U1+U2=U;(2)2.6V;0V;(3)换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
14.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。
15.解:(1)目的是探究串联电路电压的特点,电压表测量灯泡L1两端的电压,应并联在灯泡L1的两端,电源电压为3V,所以应选择小量程,如下所示:
(2)由图乙知,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;
(3)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;
(4)在本实验中,多次实验的主要目的是寻找普遍规律,故选①。
故答案为:(1)如上所示;(2)调零;(3)串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和;
(4)①。
16.解:
(1)电压表指针偏转角度过小,说明选的量程过大,接下来应该断开开关,换用0~3V的量程重新进行实验;
(2)(3)分析实验数据可知,串联电路两端的电压等于各用电器两端电压之和;
结论②各用电器两端电压相等是错误的,原因是选用了规格相同的小灯泡进行了实验,接下来应该换用不同规格的小灯泡多次进行实验;
(4)在电流一定时,电压与电阻大小成正比,为了更明显地观察到导线的分压现象,应该选择电阻更大一些的导线,在其他条件相同时,横截面积越小,导线的电阻越大,故应选择更细的导线。
故答案为:(1)断开开关,换用0~3V的量程重新进行实验;(2)等于;(3)换用不同规格的小灯泡多次进行实验;(4)细。