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实验 14 探究串联电路和并联电路中电压的特点
知识点一、串联电路的电压规律
1.实验-探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的规律
提出问题 两个或两个以上用电器组成的串联电路中,各用电器两端电压与电源两端电压有什么关系
(1)与串联电路电流关系一样,处处相等;
猜想与假设 (2)各用电器两端电压之和可能等于电源两端的电压;
(3)各用电器两端的电压可能与电源两端的电压相等
分别按甲、乙、丙所示电路图连接实物电路,其中两灯泡规格相同,测出 A、B间的电压
U ,B、C间的电压U ,A、C间的电压U ,并分析三者间有何关系;换用不同规格的小灯
AB BC AC
泡重复实验,观察上述关系是否仍然成立。
设计实验
(1)调节电压表指针归零;
(2)按照电路图连接好实物电路,并检查电路是否连接无误;
(3)分别将电压表接在A和B、B和C、A和C两点,将测得的电压记录在数据表格中;
(4)换用不同规格的小灯泡,重复上述步骤
进行实验与收
实验次数 A、B间电压U/V B、C间电压U/V A、C间电压U/V
1 2
集证据
1 1.5 1.5 3.0
2 1.8 1.2 3.0
3 2.1 0.9 3.0
……
(1)由实验数据可得:U=U+U;当两个灯泡规格相同时,U=U;当两个灯泡规格不同时,
1 2 1 2
归纳总结 U≠U;
1 2
(2)结论:串联电路中,电源两端电压等于各个用电器两端电压之和,即U=U+U
1 2
2.注意事项
(1)连接实物电路图,可对照电路图按一定的顺序(从电源的“+”极到“-”极或从电源“-”极
到“+”极),逐个顺次连接;
(2)在连接实物电路过程中,开关要处于断开状态,防止电路出现短路而烧坏电源;
(3)电压表要并联在被测电路两端,同时要注意让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流
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出,并采用试触法选择合适的量程;
(4)闭合开关进行实验之前,要检查电路的正确性,确定没有错误后,方可进行实验;
(5)实验中,每次读数后,应及时断开开关,以节约用电;
(6)记录实验数据时,要如实记录,不能随意改动数据,更不能“凑数”。
知识点二、并联电路的电压规律
基本实验 探究并联电路各支路用电器两端电压与电源两端电压的关系
提出问题 两个或两个以上用电器并联,那么各支路用电器两端电压与电源电压关系如何
(1)各支路用电器两端电压可能都相等,且等于电源电压;
猜想与假设
(2)各支路用电器两端电压不相等,它们的和等于电源电压
(1)如图所示,选用两个规格相同的小灯泡并联在电路中,分别将电压表并联在 A和
B、C和D、E和F两点,测出相应的电压值(所用电压为两节串联的干电池),将数据
填入表中。
设计并进行实验
(2)换上两个规格不同的灯泡,所用电源仍为两节串联的干电池,重复上述步骤;
(3)分别选用两个规格相同和规格不同的小灯泡,所用电压为三节干电池,重复上述步
骤。
实验次数 A、B之间的的电压U/V C、之间的电压U/V E、F之间的电压U/V
1 2
1 3 3 3
2 3 3 3
实验数据 3 4.5 4.5 4.5
4 4.5 4.5 4.5
……
分析实验数据可知,灯泡并联在电路中时,各灯泡两端电压相等,且等于电源电压,即
分析论证
U=U1=U2。该结论可表述为:并联电路中,各支路两端电压相等。
1.(2023•雅安)小雅和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有:电压恒为3V
的电源,一个开关,两只灯泡(L 和L ),两只相同电压表V 和V (量程均为0~3V和0~
1 2 1 2
15V),导线若干。
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(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测 AB、BC、AC间的电压。每次
拆接电压表时,开关应处于 状态。
(2)为测量L 两端电压,请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
1
(3)具有创新精神的小雅决定改进实验。她按照图丙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现
电压表V
1
和V
2
的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表 (选填“V
1
”或“V
2
”)的
量程选大了,此时电压表V 和V 的示数分别为 V和 V。
1 2
(4)解决问题后,小雅同学测出了AB间和AC间的电压,为了测量BC间的电压,断开开关,
接下来可以 。
A.保持B接线不动,将电压表V 连线由A改接到C
1
B.保持C接线不动,将电压表V 连线由A改接到B
2
(5)为了得到更普遍的规律,下列操作最合理的是 。
A.将灯泡L 和L 互换位置进行多次测量
1 2
B.换用不同规格的灯泡进行多次测量
(6)分析AB、BC、AC间的电压关系,得出结论:在串联电路中,各部分电路电压之和等于
总电压。
2.(2023•贵州)小明和小红用如图甲所示电路探究“串联电路电压的规律”,用新干电池作为电
源。
(1)接线时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态;小明检查电路时发现
(选填“电池”“开关”或“灯座”)安装错误。
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(2)正确安装后,闭合开关,两灯均不发光,小明用电压表试接 A、B接线柱,发现指针偏转
情况如图乙所示,则可判断 发生了断(开)路。
(3)排除故障后,小明选用两只小灯泡,只通过增加电池进行多次实验;小红仅更换小灯泡进
行多次实验。他们将电压表接在不同位置进行测量,实验记录如下表。小明认为:误差允许范
围内,串联电路中各用电器两端电压相等且电压之和等于电源电压;小红认为:串联电路中各
用电器两端电压之和等于电源电压。请判断谁的观点更具普遍性并说明理由:
。
小明实验记录:
实验次数 U /V U /V U /V
AB CD EF
1 0.7 0.7 1.4
2 1.4 1.4 2.9
3 2.1 2.1 4.3
小红实验记录:
实验次数 U /V U /V U /V
AB CD AD
4 1.8 0.9 2.7
5 1.4 1.4 2.8
6 1.1 1.7 2.8
(4)对比两表,从小明的第 次实验记录发现,两人使用的电池数量相同,测得的电源电
压却不相等。请你分析:两人所测电源电压的差值对应电路中哪些部分的电压?
(用图中字母表示)。
3.(2023•长春)在“探究并联电路中电压的特点”实验中,实验电路如图甲所示:
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(1)连接电路时开关应处于 状态。
(2)要用电压表测量小灯泡L 两端的电压,请用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完
1
整。
(3)闭合开关,观察到小灯泡L
1
发光、L
2
不发光,故障可能是 。
(4)排除故障后,用电压表分别测量小灯泡L 、L 及电源两端的电压,电压表示数均如图乙所
1 2
示,为 V。更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结
论并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 。
4.(2023•湖北)在“探究串联电路电压规律”实验中,小明连接了图甲的电路,A、B、C、D为
接线柱编号,1,2、3、4为导线编号。
(1)为使结论具有普遍性,L 、L 应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
1 2
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是 ;
(3)修改电路并完成图甲实验后,小明断开开关,未拆下电压表,只改接某根导线的一端,也
能测出总电压。他的改接方法是 。
5.(2023•天府新区模拟)如图甲是“探究串联电路电压的关系”的实验电路图。
(1)连接电路前,发现电压表指针如图乙所示,接下来的操作应该是 。
(2)连接好电路,且正确使用电压表。闭合开关后,发现两只灯泡都不亮,电压表无示数。下
列分析合理的是 。
A.电源电压太低
B.电压表断路
C.某只灯泡短路
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D.某只灯泡断路
(3)排除故障后,分别测量出AB、BC、AC间的电压,记录实验数据如下表。为了得到普遍
规律,同学们对接下来的操作提出了一些想法,其中 的想法不能达到目的。
小天:更换不同规格的灯泡
小新:交换两只灯泡的位置
小理:把一只灯泡换成滑动变阻器
U /V U /V U /V
AB BC AC
1.2 1.8 3.0
6.(2023•桂林一模)小桂和小林在“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,其中电源使用的都是干电池。
实验 L 两端电压 L 两端电压 串联总电压
1 2
次数 U
1
/V U
2
/V U总/V
1 1.4 1.4 2.8
2 1.4 1.4 2.8
3 2.2 2.2 4.4
(1)图甲中,开关控制 (填“整个”或“部分”)电路;
(2)连接电路前,小桂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)小桂完成了实验,并把数据记录在表中。表中第二组实验电压表选用 量程测量;分
析实验数据得出实验结论:①串联电路两端的总电压 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)实验结束后小桂和小林互相交流,小林指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是
;
(5)根据数据可判断第三组实验时,至少用了 节干电池串联起来作为电源。
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7.(2023•灞桥区校级一模)在做“探究并联电路中电流规律”实验中,小明和小华合作完成了探
究。
(1)如图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的
是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流;
(2)如图甲,测出A、B、C三处电流后可以得出初步结论 (只写表达
式),为了得到更普遍的规律,操作方法是: ;
(3)二人继续探究“串联电路的电压关系”,实验电路如图丙所示,用某次实验用电压表测得
U = 1.3V , U = 1.7V , U = 3V , 得 到 串 联 电 路 的 电 压 规 律 是
AB BC AC
(用文字表达)。
8.(2023•白云区校级二模)在探究“串联电路各部分电路两端电压关系”的实验中,小明设计了
如图所示的电路,电源电压保持不变。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)正确连接电路后闭合开关,小明发现:电压表示数为零,且只有一只灯泡发光。若故障只
发生在L
1
或L
2
中的一处,则故障可能是 ;
(3)排除故障后,他正确进行实验操作,并将观察到的数据记录如表所示;
实验序号 AB两端电压U /V BC两端电压U /V AC两端总电压U/V
1 2
1 0.9 1.9 2.8
2 1.4 1.3 2.7
3 1.7 1.2 2.9
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分析表格数据可知:
①初步结论是:在串联电路中, (写出关系式即可);
②实验过程中,他 (选填“有”或“没有”)更换不同规格的灯泡进行实验,你的判断
依据是: 。
9.(2023•武侯区校级模拟)小美和小丽用如图甲所示的电路探究“串联电路的电压关系”。
(1)准备器材时,灯L 和灯L 应选用 (选填“相同”或“不同”)的规格。
1 2
(2)小美用电压表测量L 两端的电压,闭合开关后,她发现电压表出现了图乙所示的现象,出
1
现这种现象下一步要进行的操作是 。
(3)她们排除故障后继续实验,得出了表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍
规律,他们还应当 。
L 两端电压/V L 两端电压/V 串联后总电压/V
1 2
1.4 3.1 4.5
10.(2023•东丽区二模)如图甲所示是“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。
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(1)请用笔画线代替导线,按照图甲的电路图完成图乙中实物图的连接。
(2)实验中,选择的两个小灯泡的规格应该是 (选填“相同”或“不相同”)的。
(3)进行实验测得 A、B 两点间,A、C 两点间的电压分别如图丙所示,电源电压为
V,小灯泡L 两端的电压为 V。
2
9