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专题05《电压及其在电路中的规律》压轴培优题型训练七大题型(教师版)_初物_八年级上下册+九年级全一册物理_九年级物理全一册_压轴题训练

  • 2026-05-02 00:31:35 2026-05-02 00:22:14

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专题05《电压及其在电路中的规律》压轴培优题型训练七大题型(教师版)_初物_八年级上下册+九年级全一册物理_九年级物理全一册_压轴题训练
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docx
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0.688 MB
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35 页
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专题 05 《电压及其在电路中的规律》压轴培优题型训练 【七大题型】 一.电压表的读数(共2小题) 二.电压表的使用方法(共4小题) 三.电流表、电压表在判断电路故障中的应用(共8小题) 四.探究串联电路中的电压规律(共11小题) 五.串联电路中的电压规律(共6小题) 六.运用串联电路中的电压规律计算(共6小题) 七.探究并联电路中的电压规律(共4小题) 一.电压表的读数(共2小题) 1.电压表的表盘及指针如图所示,若接“0~3V”量程,电压表的读数为 0. 6 V.若接 “0~15V”量程,表盘上每一小格代表 0. 5 V,读数为 3 V。 【答案】见试题解答内容 【解答】解:量程为0~3V的分度值是0.1V,由图可知,指针所指的位置是 0.6V;量 程为0~15V的分度值是0.5V,由图可知,指针所指的位置是3V。 故答案为 0.6;0.5;3。 2.如图甲所示,电源电压示数如图乙,若电流表A 示数、电流表A的示数均如图丙所示 1 问:(1)加在L 两端的电压为 5 V; 2 (2)通过L 的电流为 0. 8 A。 1 【答案】见试题解答内容 【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A 测L 支路的电流,A测干路电流。 1 2 (1)由乙图可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,电源的电压U=5V, ∵并联电路各支路两端的电压相等, ∴加在L 两端的电压为5V; 2 (2)∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和, ∴电流表A 示数、电流表A的指针位置相同时, 1 A 的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以I =0.2A; 1 2 A的量程为0~3A,分度值为0.1A,所以I=1A, 故I =I﹣I =1A﹣0.2A=0.8A。 1 2 故答案为:(1)5;(2)0.8。 二.电压表的使用方法(共4小题) 3.如图所示,a、b、c是三个电表,且电路连接没有错误,两个灯泡均正常发光,已知 a、b、c三个电表读得的数值依次为 1.5、1.2、2.5(单位是A或V)。则电源电压为 2.5 V;通过L 的电流是 0. 3 A。 1 【答案】见试题解答内容 【解答】解:因两灯正常工作,则两灯和电源之间必定是通路,即a、b应为电流表; 而c若为电流表,则电源被短路,故 c只能为电压表;a测量通过干路的电流,则 I= 1.5A;b测量通过L 的电流,则I =1.2A.c测量电源电压,故电源电压是2.5V;由于 2 2 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,故通过灯 L 的电流:I =I﹣I =1.5A﹣ 1 1 2 1.2A=0.3A。 故答案为:2.5;0.3。 4.在如图所示的电路中a、b表示电表,试在图中根据电路的要求,标出哪个是电流表, 哪个是电压表,并标出正负接线柱。【答案】见试题解答内容 【解答】解:若两表都为电流表,则电源短路,不符合题意; 若两表都为电压表,则L 没有接入电路中,不符合题意; 2 若左面的为电流表,下面的为电压表,则L 被短接,不符合题意; 2 所以,只能是左面的为电压表,下面的为电流表;则两盏灯在两条支路上,L 、L 并联, 1 2 电流表测量L 的电流;电压表测量电源的电压(或L 两端的电压);电流从电表的正 2 2 接线柱流入,从负接线柱流出,如图: 5.在探究串联电路的电压关系时,某同学使用的电路如图所示,他先用电压表正确的测量 了灯泡L 两端的电压,为了测量灯泡L 两端的电压,他想将电压表接A点的那一段导 1 2 线改接到电路中的C点,而保持接电压表B点的不动。你认为这种接法是 错误 的 (选填“正确”或“错误”).理由是 电压表正、负接线柱接反了 。 【答案】见试题解答内容 【解答】解:在实验操作中,原来电压表的接法是正确的,当直接把电压表的 A点线接 到C点时,而保持接电压表B点的不动,这样电压表正、负接线柱接反了,这是不正确 的,会损坏电压表的。 故答案为:错误;电压表正、负接线柱接反了。 6.某同学对串联电路电压规律进行探究,先用电压表测出 L 两端的电压,在测L 两端的 1 2 电压时,该同学为了节省实验时间,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,他的同学告诉他这样不能测出L 两端的电压,测不出的理 2 由是 电压表的正负接线柱接反了 。【答案】见试题解答内容 【解答】解:电压表所接的B接点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然此时电 压表与L 并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所 2 以不能测出L 两端的电压; 2 故答案为:电压表的正负接线柱接反了; 三.电流表、电压表在判断电路故障中的应用(共8小题) 7.在如图所示的电路中,电源电压恒定,两个灯泡 L 、L 相同。当闭合开关时,若发现 1 2 两个电流表示数相等,且均在正常值范围内,则出现的故障是( ) A.L 短路 B.L 断路 C.L 短路 D.L 断路 1 1 2 2 【答案】B 【解答】解:A、由图知,L 和L 并联,若L 短路,则A 、L 也被短路,此时通过L 1 2 1 2 2 2 的电流为零,A 的示数很大,不符合要求; 1 B、L 断路,则L 、A 、A 串联,电流相等,符合题意; 1 2 1 2 C、L 短路,则整个电路短路,电流表会烧坏,不符合题意; 2 D、L 断路,则A 的示数为零,不符合题意。 2 2 故选:B。 8.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作一段时间后灯L 熄 2 灭,且只有一只电表的示数变大。下列判断正确的是( ) A.L 短路,电压表示数变小 1 B.L 开路,电流表示数变大 1 C.L 短路,电压表示数变大 2 D.L 开路,电压表示数变大 2 【答案】D 【解答】解:由图知,两灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡 L 两 2 端的电压;A、若L 短路,变为灯泡L 的基本电路,此时电压表测量电源电压,即电压表示数变大, 1 2 故A错误; B、若L 开路,则整个电路断路,电路中的电流为零,两表示数均为零,故B错误; 1 C、若L 短路,变为灯泡L 的基本电路,电压表被短路,因此电压表示数为0,电流表 2 1 示数变大,故C错误; D、若L 开路,则电路中的电流为零,此时电压表与L 串联,电压表测电源电压,因此 2 1 电压表示数增大,故D正确。 故选:D。 9.在如图所示的电路中,R 、R 为定值电阻且阻值相等,电源电压保持不变。闭合开关S 1 2 后,电路正常工作,电压表示数为U,电流表示数为I。一段时间后电路出现故障,若 电路中只有一处故障,且只发生在电阻R 或R 上。为查找故障,断开开关将电阻R 和 1 2 1 R 的位置互换,再闭合开关观察电表示数。 2 请根据信息写出互换前后两电表的示数及其对应的故障。 示例:电压表示数从0变为2U,电流表示数始终为0,则R 断路。 1 电压表示数从 2U 变为 0 ,电流表示数始终为 2 I ,则 R 短路; 1 电压表示数从 0 变为 2U ,电流表示数始终为 2 I ,则 R 短路; 2 电压表示数从 2U 变为 0 ,电流表示数始终为 0 ,则 R 断路; (写出示例以外的所有 2 情况)。 【答案】电压表示数从2U变为0,电流表示数始终为2I,则R 短路; 1 电压表示数从0变为2U,电流表示数始终为2I,则R 短路; 2 电压表示数从2U变为0,电流表示数始终为0,则R 断路; 2 【解答】若R 短路,电压表示数为2U,电流表示数为2I,将R 与R 互换后,电压表 1 1 2 示数为0,电流表示数为2I,所以:电压表示数从2U变为0,电流表示数始终为2I,则 R 短路; 1 若R 短路,电压表示数为0,电流表示数为2I,将R 与R 互换后,电压表示数2U,电 2 1 2 流表示数为2I,所以:电压表示数从0变为2U,电流表示数始终为2I,则R 短路; 2 若R 断路,电压表示数为2U,电流表示数为0,将R 与R 互换后,电压表示数0,电 2 1 2 流表示数为0,所以:电压表示数从2U变为0,电流表示数始终为0,则R 短断路; 2 R 断路为示例。 1 故答案为: 电压表示数从2U变为0,电流表示数始终为2I,则R 短路; 1电压表示数从0变为2U,电流表示数始终为2I,则R 短路; 2 电压表示数从2U变为0,电流表示数始终为0,则R 断路; 2 10.我们在做“测量小灯泡电阻”的实验时经常发生下列现象,请分析其原因。 (1)闭合开关,电压表和电流表均有示数,但调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数 增大时,电压表的示数却减小,原因是 电压表并联在滑动变阻器的两端 。 (2)在选取量程“试触”时,发现电流表的指针迅速摆到最大刻度,经检查电路连接 没有 断路 (填“短路”或“断路”)现象发生,原因是 断路,没有电流,电流 表不可能指针迅速摆到最大刻度 。 (3)闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,且约等于电源电压,原 因是 灯泡断路 。 【答案】见试题解答内容 【解答】解: (1)当滑动变阻器接入电阻减小,则电路中总电阻减小;由欧姆定律可得,电路中电 流变大,根据U=IR可知定值电阻两端的电压增大,而总电压不变,则滑动变阻器两端 电压减小,而题中电压表示数也减小了,这说明电压表并联在滑动变阻器的两端了; (2)电流表的指针迅速摆到最大刻度,电路中没有出现断路,因为断路时,没有电流, 电流表指针不可能迅速摆到最大刻度; (3)小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路发生断路,因为电压表有示数,且约等于 电源电压,说明电压表与电源两极是连通的,则故障是灯泡断路。 故答案为:(1)电压表并联在滑动变阻器的两端; (2)断路;断路时,没有电流,电流表指针不可能迅速摆到最大刻度; (3)灯泡断路。 11.如图所示,电源电压不变,闭合开关 S,R 和R 是 串 联的。电路正常工作一段 1 2 时间后,发现只有一个电表示数变小,故障发生R 、R 上,其它元件仍保持完好: 1 2 (1)则故障可能是① R 断路 ;② R 短路 ; 2 2 (2)用一个完好的小灯泡替换R 后,小灯泡 可能发光 (填“一定发光”或“可 1 能发光”); (3)在原故障电路中,将电流表A与R 位置互换后,电压表V的示数不发生变化,电 1 路中存在的故障一定是 R 断路 。 2 【答案】串;(1)①R 断路;②R 短路;(2)可能发光;(3)R 断路。 2 2 2 【解答】解:电压表电阻很大,在电路中相当于断路;电流表电阻很小,在电路中相当于导线,去除电压表和电流表,闭合开关S,R 和R 是串联的。电流表测量串联电路中 1 2 的电流,电压表和R 并联,所以电压表测量R 两端的电压。 2 2 (1)电路正常工作一段时间后,发现只有一个电表示数变小,故障发生R 、R 上, 1 2 假如R 断路,如图甲,开关闭合,整个电路是断路,电压表和电流表都没有示数,所 1 以两个电表示数都变小,故假设错误。 假如R 短路,如图乙,开关闭合,只有R 接入电路,电压表测量电源电压,电压表示 1 2 数变大,电源电压不变,电路中电阻变小,电流变大,所以电流表示数变大,所以两个 电表示数都变大,故假设错误。 假如R 断路,如图丙,开关闭合,电源、电压表和R 串联在电路中,电压表测量电源 2 1 电压,电压表示数变大,电流表没有接入电路,所以电流表示数变小,假设正确。 假如R 短路,如图丁,开关闭合,只有R 接入电路,电源电压不变,电路中电阻变小, 2 1 电流变大,所以电流表示数变大,电压表测量导线两端的电压,电压表示数变小,假设 正确。 所以故障可能是R 断路或R 短路。 2 2 (2)假如R 断路,用一个完好的小灯泡替换R 后,如戊图,开关闭合,电压表串联在 2 1 电路中,电压表内阻很大,电路中电流很小,灯泡不亮。 假如R 短路,用一个完好的小灯泡替换R 后,如己图,开关闭合,灯泡和电源之间构 2 1 成通路,灯泡发光。 所以把一个完好的小灯泡替换R 后,小灯泡可能发光。 1 (3)①如丙图,开关闭合,电压表测量电源电压,电流表无示数; 假如R 断路,将电流表A与R 位置互换后,如庚图,开关闭合,电压表串联在电路中, 2 1 电压表测量电源电压,电流表几乎没有示数; 所以在原故障中,将电流表A与R 位置互换后,电压表不变。 1②如丁图,开关闭合,电流表有示数,电压表测量导线两端的电压,电压表示数为零; 假如R 短路,将电流表A与R 位置互换后,如辛图,开关闭合,只有R 接入电路,电 2 1 1 压表测量电源电压,电压表有示数,电流表测量电路中的电流,所以电流表有示数。 综合分析,当在原故障电路中,将电流表A与R 位置互换后,电压表V的示数不发生 1 变化,电路中存在的故障一定是R 断路。 2 故答案为:串;(1)①R 断路;②R 短路;(2)可能发光;(3)R 断路。 2 2 2 12.在如图所示的电路中,闭合开关S灯L不亮,电压表V的示数接近电源电压。已知电 路中各处均接触良好,除灯L和电阻R两者中的某个元件故障外,其余元件均完好。 (1)请判断该电路中存在的故障可能是灯泡L短路或 电阻 R 断路 。 (2)为进一步确定故障,小明同学将一个电流表正确串联在如图所示的电路中,闭合 开关S,观察电流表的示数情况。若电流表有示数,说明故障是 灯泡短路 ;若电流 表无示数,说明故障是 电阻 R 断路 。 (3)为进一步确定故障,小华同学将图中的电压表V正确并联在灯L两端,请判断他 能否查找出电路的故障,并说明理由。 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)两灯串联,电压表与电阻R并联,并且示数等于电源电压,说明电 压表与电源两极连接的部分电路没有断路,即灯泡L没有断路,可能是灯泡L短路;电 压表有示数,说明电阻R也没有被短路,可能是开路,由上可见,电路故障可能是灯泡 L短路或电阻R开路; (2)电路中接入电流表,电流表若有示数,说明电阻 R没有处于开路,则是灯L被短 路;电流表若没有示数,说明电路处于开路状态,即是电阻R开路。 (3)不能,因为将图中的电压表正确并联在灯 L两端,灯L短路和电阻R开路都会使 灯不亮、电压表的示数为0,所以不能查找出电路的故障。 故答案为:(1)电阻R开路;(2)灯L短路,电阻R开路; (3)不能,在灯L短路和电阻R开路两种情况下,电压表均无示数。 13.如图所示的电路,电源电压不变,定值电阻R 、R 阻值相等,所有电路元件中,除R 1 2 1 或R 二者之一可能有故障外,其余均完好,请填写表格中的所有空项。 2 序号 故障情况 电压表示数 电流表示数 1 无 3 2 R 短路 0 0.3 2 3 R 短路 1 4 R 断路 2 5 R 断路 1 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)序号1中没有故障可知;R 、R 串联,电压表测量R 两端的电压, 1 2 2 由于阻值相等,R 、R 两端的电压相等都为3V,则根据串联电路的电压特点可知:电 1 2 源电压U=3V+3V=6V; 序号2中故障情况可知;R 短路时只有R 连入电路,电流表测量通过R 的电流,为 2 1 1 0.3A, 由欧姆定律得:R = = =20 ,则R =R =20 ; 1 2 1 则序号1中R 1 、R 2 串联时,根据电阻 Ω 的串联特点得:R= ΩR 1 +R 2 =20 +20 =40 ; Ω Ω Ω 电路中的电流I = = =0.15A; 1 (2)序号3中R 短路时只有R 连入电路,只有R 连入电路,电压表测量电源电压为 1 2 2 6V,电流表测量通过R 的电流,即为I = = =0.3A; 2 3 序号4中R 断路,电路中没有电流,则电流表示数为0,电压表测量电源电压为6V; 2 序号5中R 断路,电路中没有电流,则电流表示数为 0,电压表不能与电源的两极想连 1 通,不能测量电源电压,则电压表示数为0。 故答案为: 序号 故障情况 电压表示数 电流表示数 1 无 3 0.152 R 短路 0 0.3 2 3 R 短路 6 0.3 1 4 R 断路 6 0 2 5 R 断路 0 0 1 灯泡短路;R断路。 14.实验课上,同学们把两个相同规格的小灯泡连接在如图甲所示的电路中,闭合开关后 两灯发光。此时,一同学不小心把L 的玻璃外壳打破了,结果L 熄灭,L 却更亮了。 1 1 2 这是为什么呢?他们提出猜想: 猜想一:可能L 处发生开路; 1 猜想二:可能L 处发生短路。 1 (1)根据 串联 (选填“串联”或“并联”)电路的特点,可知猜想一是不正确的。 (2)针对猜想二,同学们找了一只电压表,分别并联在L 、L 两端,如图乙,假如猜 1 2 想二成立,则两次电压表的读数 C A、相同 B、两次都有读数,但不相等 C、一次没有读数,另一次读数较大 D、都 没有读数 (3)实验发现两次电压表均有明显读数,且L 两端电压比L 两端电压小。说明猜想二 1 2 也不正确。你认为L 熄灭、L 更亮的原因可能是 B 1 2 A.L 电阻变大 B.L 电阻变小 C.L 电阻变小 D.通过L 的电流比L 的电流小 1 1 2 1 2 了。 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)根据串联电路处处导通的特点,如果某处有断路,则整个电路就会 不通,而结果是结果L 熄灭,L 却更亮了,所以猜想1不正确; 1 2 (2)L 处如果发生短路,则与L 并联的电压表也发生短路,故没有示数,而L 正常, 1 1 2 所以并联在L 两端的电压表有示数;故选C; 2 (3)实验发现两次电压表均有明显读数,且L 两端电压比L 两端电压小,说明既不是 1 2 开路,也不是短路,而是L 电阻太小,达不到灯泡的发光状态; 1 故答案为:(1)串联;(2)C;(3)B。四.探究串联电路中的电压规律(共11小题) 15.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 对电压表进行调零 。 (2)小明完成了实验,并把数据记录在表中。 U /V U /V U /V AB BC AC 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 等于 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。 (3)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 选用了相同规格的灯泡做实验 。 (4)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 L 两端 2 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,测出 L 两端的电压,请判断这个方法的可行性并说明理由 不可行,电压表的正负接线柱 2 接反了 。 【答案】(1)对电压表进行调零;(2)等于;(3)选用了相同规格的灯泡做实验; (4)不可行,电压表的正负接线柱接反了。 【解答】解: (1)由图知,连接电路前,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; (3)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; (4)为了节省时间,利用原来的电路图,在测L 两端的电压时,电压表所接的B接点 2 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L 两端的电压,因 2 为根据电路图分析可以看出,直接改接一端的连线,会造成电压表的正负接线柱接反; 故答案为:(1)对电压表进行调零;(2)等于;(3)选用了相同规格的灯泡做实验; (4)不可行,电压表的正负接线柱接反了。 16.小致用如图甲所示电路探究串联电路的电压特点。实验次数 U /V U /V U /V AB BC AC 1 0.8 2.2 3.0 2 1.0 3.0 3 1.2 1.8 3.0 (1)小致在检查实验器材时,发现电压表指针指向零刻度线左侧,这是因为 电压表 没有调零 。 (2)测出灯L 两端的电压后,准备测量L 两端电压时,小致直接将电压表与A点相连 1 2 的导线改接到C点,小致的办法是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 电压表的正负接线柱接反了 。 (3)经过多次实验,得到的数据记录在表中。第2组实验测量U 的示数如图乙所示, BC 读数为 2.0V 。根据实验数据,可得到串联电路的电压规律是 U = U +U AC AB BC (公式表示)。 (4)小红也做了同样的实验。她测得U =3V、U =0V、U =3V,若故障出在灯泡 AB BC AC 上,则有可能是 L 断路 或 L 短路 。 1 2 【答案】(1)电压表没有调零;(2)错误;电压表的正负接线柱接反了;(3) 2.0V;U =U +U ;(4)L 断路;L 短路。 AC AB BC 1 2 【解答】解:(1)小致在检查实验器材时,发现电压表指针指向零刻度线左侧,是因 为电压表没有调零; (2)测量L 两端电压时,小致直接将电压表与A点相连的导线改接到C点,会导致电 2 压表的正负接线柱接反,所以小致的做法是错误的; (3)图乙中,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,所以电压表的示数为2.0V。由 表格中的3组数据得,U =U +U ; AC AB BC (4)图甲中,U =U =3V、U =0V、电路中发生的故障可能为AB间断路或者BC AB AC BC 间短路,若故障出在灯泡上,则故障为L 断路或者L 短路。 1 2 故答案为:(1)电压表没有调零;(2)错误;电压表的正负接线柱接反了;(3) 2.0V;U =U +U ;(4)L 断路;L 短路。 AC AB BC 1 2 17.在探究串联电路中的电压特点时,用电压表测出第一个灯泡两端的电压,用U 表示, A 第二个灯泡两端的电压用U 表示,电路两端的总电压为U。请自选实验器材证明:在 B 串联电路中,U=U +U 。 A B(1)画出实验电路图; (2)画出实验数据记录表格。 【答案】(1)见解答图;(2)见解答图。 【解答】解:(1)实验电路图如图所示: (2)实验数据记录表: U /V A U /V B U/V 故答案为:(1)见解答图;(2)见解答图。 18.小明同学对串联电路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)按图所示的电路图连接电路。 (2)闭合开关,排除故障,用电压表测出L 两端的电压。 1 (3)在测L 两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B点不 2 动,只断开A接点,并改接到C接点上。 (4)测出AC间的电压,得出结论。 [交流与评估] (1)在拆接电路时,开关必须 断开 。 (2)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是 L 短路 (选填“短 1 路”或“断路”)或L 断路 (选填“短路”或“断路”)。 2 (3)小明用上面的方法能否测出L 两端的电压? 不能 (选填“能”或“不能”)。 2 为什么? (4)方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在如表表格中,小明分析实验得出 结论:串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。此实验在设计方案上存在的不足之 处是 一次实验具有偶然性 ,改进方法是 更换规格不同的灯泡进行多次实验 U /V U /V U /V AB BC AC 2.4 1.4 3.8【答案】见试题解答内容 【解答】解: (1)在拆接电路时,为了保护电路,开关必须断开; (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L 短路或者L 断路; 1 2 (3)在测L 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 2 点上,这样电压表正负接线柱接反,所以不能测出L 两端的电压; 2 (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;(2)短路;断路;(3)不能;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。 19.某同学对串联电路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)按图所示的电路图连接电路; (2)闭合开关,用电压表测出L 两端的电压; 1 (3)在测L 两端的电压时,该同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的 2 B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上; (4)测出AC间的电压。 交流与评估: (1)在拆接电路时,开关必须 断开 ; (2)该同学用上面的方法能否测出L 两端的电压?为什么? 不能测出 L 两端的电压 ; 2 2 因为当电压表改接在 C 时,电压表正负接线柱接反了 。 U /V U /V U /V AB BC AC 2.4 1.4 3.8 (3)方法改进后,所测出AB、BC、AC间的电压记录在右面表格中。分析该同学的实 验数据可以得出的结论是:串联电路总电压 等于 各用电器两端的电压之和(填“等 于”或“不等于”)。 (4)这个实验在设计方案得出的以上结论,你觉得可信吗?为什么? 不可信,只进行了一次实验,结论不具有普遍性 。【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)在拆接电路时,开关必须断开; (2)当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L 并联, 2 但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出 L 两 2 端的电压; (3)由表格中的信息可知,串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和; (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; 故答案为:(1)断开; (2)不能测出L 两端的电压;因为当电压表改接在C时,电 2 压表正负接线柱接反了; (3)等于; (4)不可信,只进行了一次实验,结论不具 有普遍性。 20.小磊所在的四人合作小组在做“研究串联电路的电压特点”的实验(如图所示)。 (1)连接电路时,开关应 断开 。 (2)连接完毕后,检查电路无误后,开关闭合。同组小红观察到两个灯泡都发光了, 但L 明显发光较亮,于是小红认为L 之所以较亮是因为通过L 的电流较大。小刚立即 1 1 1 指出小红说法是错误的。小刚指出小红的说法错误,是依据 串联电路中各处电流相 等 。 (3)小刚在实验中,先用电压表的引线E、F分别连接了灯泡接线柱A、B,测出了L 1 两端的电压为U ,接着又测出了L 两端的电压为U ,以及L 和L 的总电压U,记录了 1 2 2 1 2 如表的数据。 所测物理量 AB间电压U /V CD间电压U /V AD间电压U/V 1 2 数值 2.2 0.8 3 分析了数据,小刚就此得出了结论。这样做正确吗? 不正确 。为什么? 实验次数 太少,结论具有偶然性 。 (4)小磊观看了小刚的全部的操作,评价小刚的操作过于繁琐,于是提出的改进方法 是:当测完L 两端的电压后,其它线路不要动,只要将引线E从A接线柱上拿下,连 1 接到D接线柱,就能完成对L 电压的测量。小磊的说法正确吗? 不正确 。若按小 2 磊的方法进行实验,将看到的结果是 电压表指针反偏 。 (5)在测量L 两端的电压时,出现了突发状况,原本两灯都在发光,但突然两灯都熄 1 灭了,可电压表依然有示数。小磊组请教了老师后,明白了造成此故障的原因。请判断 此故障是 灯泡 L 断路 。 1【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)在连接电路时,开关应断开,这样可以保护电路安全; (2)两灯泡串联,它们的电流是相等的,只所以它们的亮度不同,是因为其实际功率 不同,所以小红的说法是错误的; (3)在小刚的实验中,只测量了一组数据,就得出了实验结论,这一结论具有偶然性, 应换用实验器材,进行多次实验,总结普遍规律; (4)由题意可知,当测完L 两端的电压后,其它线路不动,只将引线E从A接线柱上 1 拿下,连接到D接线柱,这样会造成正负接线柱接反,会观察到指针反向偏转,是错误 的; (5)实验中,在测量L 两端的电压时,两灯同时熄灭,说明电路出现断路现象,电压 1 表有示数,说明电压表与电源两极相连,由此可知,是灯L 出现了断路。 1 故答案为:(1)断开; (2)串联电路中各处电流相等; (3)不正确;实验次数太少,结论具有偶然性; (4)不正确;电压表指针反偏; (5)灯泡L 断路。 1 21.小明在探究“串联电路中电压的规律”的实验过程中,出现了一些现象,并记录了相 关数据,请你帮他进行分析。 (1)小明按图1中所示电路连接好最后一根导线后,发现指针偏转如图2甲所示,产 生这种情况的原因是: ① 连接电路时,没有断开开关 ,② 电压表的正负接线柱接反了 ;(2)若小明在测量时,发现指针偏转如图 2乙所示,产生这种情况的原因是 电压表 所选的量程太小 。 (3)排除故障后,小明把正确的实验数据记录下来如表,指出这个表格设计有什么不 中之处? 表格的设计没有单位 。 电压 U U U 1 2 次数 1 0.8 0.7 1.5 2 1.6 1.4 3.0 3 2.5 2.0 4.5 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)①连接最后一根导线,电压表指针偏转了,说明在连接电路过程中, 开关没有断开; ②甲电压表针向“0”刻度左边偏转说明正负接线柱有问题,即电压表的正负接线柱接 反了; (2)据图可知,此时指针指到了最右边,超过了最大刻度,所以是用于电压表所选的 量程太小导致的; (3)分析表格中的数据不难看出,此时会发现表格中的数据没有单位。 故答案为:(1)①连接电路时,没有断开开关;②电压表的正负接线柱接反了; (2)电压表所选的量程太小;(3)表格的设计没有单位。 22.瑞瑞同学在中考物理实验测试时,对串联电路电压规律进行了探究。 (1)在测L 两端的电压时,瑞瑞同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接 2 的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上;你认为这种接法 不正确 (填 “正确”或“不正确”)理由是: 此时电压表的正负接线柱接反了 (2)方法改进后,所测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中。瑞瑞同学根据如下的 实验数据得出的结论是:串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。瑞瑞同学根据 这组实验数据得出结论的不足之处是: 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,故应该换用规格不同的灯泡再做几次 。 U /V U /V U /V AB BC AC 2.4 2.4 4.8 (3)最后瑞瑞同学还测得一节干电池电压为 1. 5 伏,要得到6V的电压,需 4 节 干电池 串 联。 【答案】见试题解答内容【解答】解:(1)分析该图不难看出,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,此时电压表的正负接线柱接反了,故不正确; (2)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,故应该换用规格不同的灯泡再做几次; (3)据生活常识知道,一节干电池的电压是1.5V,若是需要6V的电压,需4节干电池 串联; 故答案为:(1)不正确;此时电压表的正负接线柱接反了;(2)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,故应该换用规格不同的灯泡再做几次;(3) 1.5;4;串。 23.小刚和小丽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, 两只小灯泡的规格不同, (1)请用笔画线代替导线,连接实验电路。要求:L 和L 串联,电压表测量两灯串联 1 2 后的总电压。 (2)小刚用电压表测量L 两端的电压时,直接选用0﹣3V的量程,小丽说这样不行, 1 规范的操作方法应该是 先选用 0 ~ 15V 的量程试测,如果示数小于 3V ,再改用 0 ~ 3V 量程测量 。 (3)他们在测量L 两端的电压时,L 发光,L 突然不亮,电压表的示数接近电源电压, 2 2 1 由此判断出L 处的故障是 L 发生短路 。 1 1 (4)他们排除故障后继续实验,得出了如下表所示的一组数据, L 两端的电压/V L 两端的电压/V 串联电路的总电压/V 1 2 1.4 3.1 4.5 于是就得出了关于串联电路中电压的规律的结论: 串联电路中,各部分电压之和等于 总电压 为了使结论具有普遍意义,他们还应当: 换用不同规格的灯泡再重复做几次 。 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)两灯泡、开关、电源组成串联电路,电压表并联在两灯泡两端,且 由于电源电压是三节干电池,所以电源电压是 4,5V,故电压表应选择大量程,电路图 如图所示;(2)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的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量。 (3)此时L 发光,即说明该电路中有电流,不可能是断路,此时L 突然不亮,即说明 2 1 此时L 发生短路,此时电压表测量的L 两端的电压,也是电源电压,故电压表示数接 1 2 近电源; (4)据实验数据可得:串联电路中,各部分电压之和等于总电压电压;为了使结论具 有普遍意义,他们还应当选择不同规格的灯泡,再重复做几次。 故答案为:(1)见上图;(2)先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用 0~3V量程测量;(3)L 发生短路;(4)串联电路中,各部分电压之和等于总电压; 1 再重复做几次。 24.某同学复习中用图甲所示的电路再次探究串联电路电压的规律,实验时意外发现: “当变阻器滑片P向左移时,两电压表的读数之和减小。”他产生了疑惑,在老师的引 导下,知道了用久的普通干电池内部有不可忽略的电阻,可将它看作一个理想电源(电 压U恒定,电阻为0)与一个电阻r的串联(图乙所示)。 为了测量干电池电阻r,他选择了适当器材,设计出如下的实验方案。 (1)选用的器材:一个电压表,符合实验要求的已知阻值的定值电阻R ,导线和开关 1 若干,一节旧干电池; (2)设计出了如图丙的实验电路图; (3)请你根据他所设计的电路图,帮他写出主要的实验步骤和需测量的物理量; (4)请你帮他写出干电池电阻r的数学表达式(用已知量和测量量表示): R 1 。 【答案】见试题解答内容【解答】解:根据实验电路丙图可知,将R 与电源(r)串联起来,将电压表并联在R 1 1 两端。 当S断开时,电压表测的是电源电压;当S闭合时,电压表测的是R 两端电压,利用串 1 联电路电流规律和电压规律即可求解。 所以实验步骤: ①按照电路图连接电路,记下开关S断开时电压表的示数U;②闭合开关S,记下电 压表的示数U 。 1 因为串联电路电流相等:则 = ,整理得r= R 。 1 故答案为: R 。 1 25.如图所示,小刚在探究“串联电路的电压特点”时,将两盏标有“2.5V 0.3A”的小灯 泡串联起来,接到可调直流电源两端。突然,原来正常发光的两盏灯同时熄灭。 (1)关于这两盏灯的故障判断,小刚给出了四种猜测: A.一盏灯断路,另一盏灯完好 B.一盏灯短路,另一盏灯完好 C.一盏灯断路,另一盏灯短路 D.两盏灯同时被烧断 四个猜想中,可能性最大的是( A ) (2)如果这两盏灯熄灭的原因是其中的一盏灯有故障。现有①规格相同的灯泡;②符 合要求的电压表;③符合要求的电流表;④一根导线。从它们中间选择一种器材来检 测故障,你认为不适用的是 ③ 和 ④ (填序号)。理由是 用它们检测电路故 障容易烧坏另一个灯泡 。 (3)故障排除后,小刚测出的数据如下表。 实验次数 U /V U /V U /V ab bc ac 1 2.0 2.0 4.0 2 2.2 2.2 4.5 3 2.5 2.6 5.0 得出结论: ①串联电路中的总电压等于各部分电路两端的电压总和; ②串联电路中各部分两端的电压相等。 请你对上述结论分别进行评估:根据串联电路的电压特点结论 ② (①/②)是错误 的。形成错误结论的原因是: 采用同样规格的灯泡进行实验(或没有换用不同规格的 灯泡进行实验) 。【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)把两盏灯串联起来接入电路中,原来正常发光的两盏灯同时熄灭突 然熄灭,造成此现象的原因是电路中的电流过大,把其中某盏灯的灯丝烧断了; (2)当检查电路故障时,不能断开电路,因此只能把检验器材并联在电路里;电流表 和导线的电阻很小,它并联在用电器两端时,会造成该用电器短路,电路中的电流过大 而烧坏另一盏灯。 (3)由测量的数据发现,电路中两盏灯的电压相同,这是由于实验中选用了相同规格 的灯泡导致的,这只是个特殊情况,不能作为普遍规律;因此应该换用不同规格的灯泡 重新进行实验。 故答案为:(1)A; (2)③;④;用它们检测电路故障容易烧坏另一个灯泡; (3)②;采用同样规格的灯泡进行实验(或没有换用不同规格的灯泡进行实验)。 五.串联电路中的电压规律(共6小题) 26.如图所示电路中,电源两端的电压保持不变。S 和S 闭合,S 断开,电压表V 的示 1 3 2 1 数为U ,电流表的示数为I ;S 闭合,S 和S 断开,滑动变阻器的滑片P在中点,电 1 1 1 2 3 压表V 的示数为U ,电压表V 的示数为U ,电流表的A示数为I ;S 闭合,S 和S 1 2 2 3 2 2 1 3 断开,滑动变阻器的滑片P在A端,电压表V 的示数为U ,电流表的示数为I ;S 、 2 4 3 1 S 和S 都闭合,电压表V 的示数V 为U ,电流表的示数为I 。则( ) 2 3 1 1 5 4 A.U =U =U B.U =U =U 1 2 5 3 4 5 C.U =U =U +U D.I <I <I 1 5 2 3 4 1 2 【答案】C 【解答】解:(1)当S 和S 闭合,S 断开,如下图所示,电路为R 的简单电路(R 1 3 2 1 2 断路,R 短路),电压表V 的示数R 两端电压,则电源电压U=U ,由欧姆定律知, 3 1 1 1电流表的示数I = ; 1 (2)当S 闭合,S 和S 断开,如下图所示,滑动变阻器的滑片P在中点,R 与 R 串 1 2 3 1 3 联(R 断路),电压表V 测R 两端电压,示数为U ,电压表V 测 R 两端电压,示 2 1 1 2 2 3 数为U , 3 由串联电路电压规律知,电源电压U=U +U ,电流表的A示数I = ; 2 3 2 所以I >I ,故D错误; 1 2 (3)当S 闭合,S 和S 断开,如下图所示,滑动变阻器的滑片P在A端,R 与R 串 2 1 3 2 3 联(R 断路),电压表V 测R 两端电压, 1 2 3 由串联电路电压规律知,电源电压U= +U ; 4(4)当S 、S 和S 都闭合,如下图所示,R 与R 并联(R 短路),电压表V 测R 两 1 2 3 1 2 3 1 1 端电压, 由并联电路的电压规律知,电源电压U=U , 5 由(1)(2)(3)(4)可知,U=U =U +U =U ,故A错误,C正确; 1 2 3 5 U=U +U = +U =U ,故B错误。 2 3 4 5 故选:C。 27.在探究串联电路电压关系时,小明同学设计了如图所示的电路并进行了实验。他首先 将变阻器调到最大值,记下两块电压表示数U 、U ;然后逐渐向左调节滑片,逐次记 1 2 录电压表示数在表格中,由此发现U 、U 间存在一定的关系,请你根据表格中的数据, 1 2 写出U 与U 的关系:U = 6V ﹣ U 。 2 1 2 1 U /V 1 2 3 4 5 6 1 U /V 5 4 3 2 1 0 2 【答案】见试题解答内容【解答】解:由电路图可知,R 、R 串联,两电压表分别测它们的电压; 1 2 从表格数据可以看出U +U =6V,即电源电压为6V, 1 2 变形可得U 与U 的关系为:U =6V﹣U 。 2 1 2 1 故答案为:6V﹣U 。 1 28.如图所示,用电压表分别测量L 两端的电压U 、L 两端的电压U 以及L 、L 串联的 1 1 2 2 1 2 总电压U,请根据表盘读数回答下列问题: (1)L 两端的电压U 是多大? 1 1 (2)L 两端的电压U 是多大? 2 2 (3)L 、L 串联的总电压U是多大? 1 2 (4)电源电压是多大? 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)根据V 的图示可知,量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.3V, 1 因此L 两端的电压U 是1.3V; 1 1 (2)根据V 的图示可知,量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.7V,因此L 两端 2 2 的电压U 是1.7V; 2 (3)由于两灯泡串联,根据串联电路两端电压等于各部分电压之和,可知L 、L 串联 1 2 的总电压U=U +U =1.3V+1.7V=3V; 1 2 (4)电源电压为3V。 答:(1)L 两端的电压U 是1.3V。 1 1 (2)L 两端的电压U 是1.7V。 2 2 (3)L 、L 串联的总电压U是3V。 1 2 (4)电源电压是3V。 29.如图所示电路,L 、L 、L 三个灯泡完全相同,闭合开关后,V 、V 的示数均为 1 2 3 1 2 4V,问: (1)L 、L 、L 连接方式是什么? 1 2 3 (2)每个灯泡的电压是多少? (3)电源电压是多少?【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)由电路图可知,闭合开关后,电流依次经过三个灯泡,则三个灯泡 串联; (2)由电路图可知,V 测L 、L 两端的电压,V 测L 、L 两端的电压, 1 1 2 2 2 3 由于串联电路中总电压等于各分电阻电压之和, 则U +U =4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 1 2 U +U =4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 2 3 由于灯泡相同,所以每个灯泡的电压是相同的,故 U =U =U ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③; 1 2 3 由①②③可知: U =U =U =2V; 1 2 3 (3)电源的电压: U=U +U +U =2V+2V+2V=6V。 1 2 3 答:(1)L 、L 、L 连接方式是串联; 1 2 3 (2)每个灯泡的电压都是2V; (3)电源电压为6V 30.在如图所示的电路中,电源的电压是 14V,当开关S闭合时,电压表 V 的示数是 1 10V,电压表V 的示数是6V,则三只灯泡L 、L 、L 两端的电压分别是多少? 2 1 2 3 【答案】见试题解答内容 【解答】解:等效电路图如下:由图可知,L 、L 、L 串联,V 测L 和L 两端电压,V 测L 和L 两端电压。 1 2 3 1 1 2 2 2 3 则:U +U +U =14V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 1 2 3 U +U =10V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 1 2 U +U =6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 2 3 解得:U =8V、U =2V、U =4V。 1 2 3 答:三只灯泡L 、L 、L 两端的电压分别为8V、2V、4V。 1 2 3 31.如图所示,电源电压为20V且保持不变。电压表V 和V 的示数为15V和7V,求电阻 1 2 R 两端的电压是多少伏? 2 【答案】见试题解答内容 【解答】解: 由图可知,R 、R 、R 串联,电压表V 测R 和R 两端电压,V 测R 和R 两端电压。 1 2 3 1 1 2 2 2 3 根据串联电路的总电压等于各电阻两端电压之和可得: U +U +U =20V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 1 2 3 U +U =15V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 1 2 U +U =7V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 2 3 解得:U =13V,U =2V,U =5V。 1 2 3 答:电阻R 两端的电压是2V。 2 六.运用串联电路中的电压规律计算(共6小题) 32.在如图甲的电路中,当闭合开关S后,电路正常工作,两只电压表指针均为如图乙所 示,则电阻R 、R 两端电压分别是( ) 1 2A.4.8V,1.2V B.6V,1.2V C.1.2V,6V D.1.2V,4.8V 【答案】D 【解答】解:由图可知,电压表V 测量的是电源电压,根据两只电压表指针均为如图 1 乙所示,选的是0~15V的量程,分度值为0.5V,根据指针位置,电压表读数为6V; 电压表V 测量的是R 电压,选的是0~3V的量程,分度值为0.1V,根据指针位置,电 2 1 压表读数为1.2V; 根据串联电路的电压关系U =U﹣U =6V﹣1.2V=4.8V。 2 1 即电阻R 两端的电压为1.2V,R 两端的电压为4.8V。 1 2 故选:D。 33.如图所示电路,电源两端电压12V保持不变。下列说法中错误的是( ) A.当开关S 闭合、S 断开,L 与L 串联,电压表V 测量L 两端电压,电压表V 测 1 2 2 3 1 3 2 量L 两端电压 2 B.当开关S 断开、S 闭合,L 与L 串联,电压表V 示数为12V 1 2 1 3 1 C.当开关S 、S 断开,三个小灯泡串联,若电压表V 示数为7V,电压表V 示数为 1 2 1 2 9V,则小灯泡L 两端电压为4V 1 D.当开关S 闭合、S 断开,过了一段时间后,电流表示数突然增大,电压表V 变为 1 2 1 12V、电压表V 示数变为0,则故障原因可能为L 断路 2 3【答案】D 【解答】解: A、当开关S 闭合、S 断开时,电流的路径只有一条,L 被短路,L 与L 串联,电压 1 2 1 2 3 表V 与L 并联,测量L 两端电压;电压表V 与L 并联,测量L 两端电压,故A正确; 1 3 3 2 2 2 B、当开关S 断开、S 闭合,电流的路径只有一条,L 被短路,L 与L 串联,电压表 1 2 2 1 3 V 并联到了电源的两端,测量的是电源的电压,则电压表示数为12V,故B正确; 1 C、当开关S 、S 断开,电流的路径只有一条,三个小灯泡串联,电压表V 测量L 、L 1 2 1 1 3 两端电压,电压表V 测量L 、L 两端电压;电压表V 示数为7V,根据串联电路的电 2 1 2 1 压关系可知,此时L 两端电压为12V﹣7V=5V,电压表V 示数为9V,则小灯泡L 两 2 2 1 端电压为9V﹣5V=4V,故C正确; D、当开关S 闭合、S 断开,过了一段时间后,电流表示数突然增大,说明电路是通路, 1 2 出现了短路现象;电压表V 变为12V,则电压表测量电源的电压,电压表V 示数变为 1 2 0,则故障为与电压表V 并联部分短路,即L 短路,故D错误。 2 2 故选:D。 34.如图所示,已知电源电压为9V,电压表V 、V 规格相同,闭合开关S,电压表V 示 1 2 1 数为6V,通过灯泡L 电流为0.5A,回答下列问题: 2 (1)灯泡L 和L 两端的电压各是多少? 1 2 (2)通过灯泡L 的电流是多少?电流表示数为多少? 1 (3)若灯泡L 灯丝烧断,你判断灯泡L 和L 以及电压表V 、V 可能会出现什么情况? 1 1 2 1 2 并简要叙述其原因? 【答案】(1)灯泡L 的电压为6V;L 两端的电压是3V; 1 2 (2)通过灯泡L 的电流是0.5A,电流表示数为0.5A; 1 (3)若灯泡L 灯丝烧断,灯L 不亮,灯L 不亮,电压表V 的示数为9V,电压表V 1 1 2 1 2 的示数为0V。 【解答】解: (1)据图可知,由于电压表相当于断路,所以该电路只有一条电流的路径,即 L 、L 1 2 是串联的; 据图可知,电压表V 并联在L 两端,所以测量的是L 两端电压,则灯泡L 两端的电压 1 1 1 1 U =6V; 1 V 并联在L 两端,所以测量的是L 两端电压; 2 2 2根据串联电路的电压特点可知,L 两端的电压U =U﹣U =9V﹣6V=3V; 2 2 1 (2)L 、L 是串联的,已知通过灯泡L 电流为0.5A, 1 2 2 根据串联电路中电流处处相等可知,通过灯泡L 的电流是0.5A,电流表示数为0.5A; 1 (3)若灯泡L 灯丝烧断,此时V 与L 并联后再与V 串联,灯L 不亮,灯L 不亮, 1 2 2 1 1 2 V 与L 并联,由并联电路电阻的规律可知,并联部分的总电阻比 L 的电阻还小,而V 2 2 2 1 的电阻比并联部分的总电阻大得多,则并联部分分得的电压几乎为0,电压表V 分得的 1 电压接近于电源电压,即电压表V 的示数为9V,电压表V 的示数为0V。 1 2 答:(1)灯泡L 的电压为6V;L 两端的电压是3V; 1 2 (2)通过灯泡L 的电流是0.5A,电流表示数为0.5A; 1 (3)若灯泡L 灯丝烧断,灯L 不亮,灯L 不亮,电压表V 的示数为9V,电压表V 1 1 2 1 2 的示数为0V。 35.如图所示电路中,电源电压不变,当开关 S断开时,V 的示数为5V,V 的示数为 1 2 7V;当开关S闭合时,V 的示数为9V,V 的示数为5.4V.求: 1 2 (1)电源的电压为多少? (2)开关S断开时,每盏灯两端的电压各为多少? 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)当开关S闭合时,L 被短路,L 与L 串联,电压表V 测L 与L 的 3 1 2 1 1 2 总电压,即电源的电压,则 电源的电压U=9V; (2)当开关S断开时,三灯泡串联,V 测L 与L 的电压之和,V 测灯泡L 与L 两端 1 1 2 2 1 3 的电压之和, ∵串联电路中总电压等于各分电压之和, ∴L 两端的电压为: 3 U =U﹣U =9V﹣5V=4V; 3 V1 L 两端的电压为: 2 U =U﹣U =9V﹣7V=2V; 2 V2 L 两端的电压为: 1 U =U﹣U ﹣U =9V﹣2V﹣4V=3V。 1 2 3 答:(1)电源的电压为9V; (2)开关S断开时,L 、L 、L 的电压依次为3V、2V、4V。 1 2 3 36.如图(a)所示电路,V 、V 是两只相同的电压表。当闭合开关后。灯泡 L 和L 都发 1 2 1 2光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,均为图(b)所示,指针刚好对准刻度线位 置。则: (1)求L 和L 两端的电压; 1 2 (2)若将L 和L 改接为图(c)所示的电路,电源电压不变,闭合开关后灯泡L 和L 1 2 1 2 都发光,此时电流表A 的示数为1.5A,电流表A 的示数为1.2A,求此时通过L 的电 2 1 2 流和L 两端的电压。 2 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)由图a所示电路图可知,两灯泡串联,电压表V 测电源电压,电压 1 表V 测L 两端电压; 2 1 串联电路总电压大于部分电路电压,由图b所示电压表可知,两电压表指针位置相同, 则电压表V 的量程为0~15V,示数为6V,电压表V 的量程为0~3V,示数为1.2V; 1 2 则灯L 两端电压为1.2V,灯L 两端电压U =U﹣U =6V﹣1.2V=4.8V; 1 2 2 1 (2)由图c所示电路可知,两灯泡并联,电流表A 测L 支路电流,电流表A 测干路 1 1 2 电流, 通过L 的电流:I =I﹣I =1.5A﹣1.2A=0.3A,灯L 并联在电源两端,电源电压为 2 2 1 2 6V,则L 两端电压为你6V。 2 答:(1)L 两端电压为1.2V,L 两端的电压为4.8V; 1 2 (2)通过L 的电流为0.3A,L 两端的电压为6V。 2 2 37.如图所示,开关闭合后,电压表 V 、V 、V 的示数分别为9V、12V、9V,则L 、 1 2 3 1 L 、L 三盏灯两端的电压各是多少? 2 3 【答案】见试题解答内容 【解答】解:根据题意可知,灯泡L 两端的电压是9V; 1 L L 两端的电压为U +U =12V,故L L 端的电压为12V,U =12V﹣9V=3V; 1 2 1 2 1 2 2 L L 两端的电压为U +U =9V,故L L 端的电压为9V,U =9V﹣3V=6V; 2 3 2 3 2 3 3答:则L 、L 、L 三盏灯两端的电压各是9V;3V;6V; 1 2 3 七.探究并联电路中的电压规律(共4小题) 38.为探究并联电路中电压的规律,实验室提供的器材有:干电池组(电压为 3V)、电压 表、多个小灯泡、开关、导线若干。 (1)请用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整,要求电压表测量灯 L 两端的电 1 压。 (2)电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯L 、L 两端的电压和并联电路的总 1 2 电压,电压表示数相同,如图乙所示,其值为 2.6 V.根据这组数据,该小组得出 并联电路中电压的规律。你认为实验有无疏漏之处?如有,你的改进建议是 应更换 不同规格的灯泡,在并联电路中多次实验 。 (3)纠正后得到并联电路中的规律是 并联电路中,各个并联支路的电压相等 。 (文字表达) 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)灯L 、L 并联,要测量灯泡L 两端电压,电压表需与L 并联,因为 1 2 1 1 干电池组电压为3V,则选择0~3V量程。 (2)由图可知:因为干电池组电压为3V,选择0~3V量程,则对应的分度值为0.1V; 根据指针所指位置可读出电压值为2.6V; 利用实验得出实验结论的过程中,为了避免实验的偶然性,增加实验的可信度,换用不 同规格的灯泡多测量几次并联电路两端的电压。才能进行归纳总结,这样得出的结论才 更加准确。 (3)并联电路中的电压规律为:并联电路中,各个并联支路的电压相等。 故答案为:(1)见上图;(2)2.6;应更换不同规格的灯泡,在并联电路中多次实验; (3)并联电路中,各个并联支路的电压相等; 39.小明选择了一些实验器材来研究“串并联电路中的电流及电压的关系”的实验(1)小明设计了如图甲所示的电路图,并用电流表测量了a、b、c三处的电流,电流 表的示数如表1 表1 I /A I /A I /A a b c 0.18 0.18 0.36 表2 U /A U /A U /A ab bc ac 2.5 4.5 小明同学分析数据后得出结论:并联电路中各支路电流相等。小华认为他得出的结论是 错误的,请你提出一条建议,用来说明小明的观点是错误的: 采用不同规格的灯泡进 行实验 。 改进后并多次实验得到的结论是:并联电路中, 干路电流等于各支路电流之和 ; (2)为了探究串联电路中电压的关系,小明设计了如图乙所示的电路图,并进行实验。 测量完L 两端的电压后,在测量L 两端的电压时,为了节省时间,小明将电压表的 b 1 2 接点不动,只断开 a 接点,并改接到 C 接点上,你认为小明用上面的方法 不能 (“能”或“不能”)测出L 两端的电压,原因是 电压表正负接线柱接反了 ; 2 (3)图乙中,小明通过实验操作,测得ab、ac间电压表示数如表2,其中bc间电压如 图丙所示,其大小是 2 V.小华认为小明在测量bc间电压时操作还有待改进,接下 来应该 断开开关,电压表换用 0 ~ 3V 的量程 。通过多次实验分析可以得出的结论是: 串联电路中 总电压等于各分电压之和 ; (4)小明按如图丁连接好电路,正确操作后,测得a、b、c三处的电流记为I 、I 、 a b I ,测得ab、bc、ac两点间的电压为U 、U 、U .下列说法正确的是 B c ab bc ac A.I >I >I B.I =I =I C.I <I <I D.U =U =U a b c a b c a b c ab bc ac (5)在进行图乙实验时小明误将电流表当成电压表并联在了ab两端,闭合开关后,能 发光的灯泡是 “ L ” 选填“L ”、“L ”或“L 和L ”)并且亮度比正确操作时更 2 1 2 1 2 亮 (选填“亮”、“暗”)。 【答案】见试题解答内容 【解答】解:(1)两灯泡并联,灯泡两端电压相同,通过灯泡的电流相等,这说明所 选用的灯泡规格相同,从而得出了错误的结论,为得出普遍结论,应采用不同规格的灯 泡进行实验;改进后并多次实验得到的结论是:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和; (2)由电路图知,当电压表测量L 两端电压时,电流从a端流入电压表,从b端流出, 1 也就是a端对应的是电压表的“+”接线柱;如果将a端连接在c点时,电流就从“﹣” 接线柱流入电压表,引起指针倒转; (3)由U =4.5V可知,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为2V; ac 闭合开关,电压表示数如图丙所示,示数较小,说明选择的量程偏大,为了使实验结果 更准确,接下来他应该断开开关,选用小量程,即选用0~3V的量程; 通过多次实验分析可以得出的结论是:串联电路中总电压等于各分电压之和; (4)由串联电路中各处的电流相等可知,AC错误,B正确; 由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,D错误; (5)在进行图乙实验时小明误将电流表当成电压表并联在了 ab两端时,L 被短路不能 1 发光,能发光的是L , 2 由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,L 两端的电压变大, 2 因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小, 所以,由P= 可知,L 的实际功率变大,灯泡变亮。 2 故答案为: (1)采用不同规格的灯泡进行实验;干路电流等于各支路电流之和; (2)不能;电压表正负接线柱接反了; (3)2;断开开关,电压表换用0~3V的量程;总电压等于各分电压之和; (4)B; (5)“L ”;亮。 2 40.某实验探究小组在“用电压表测电压的实验”中,实验方案与教科书建议的方案略有 不同,他们先测得干电池组两端的电压为3.0V,然后将两只灯泡L 、L 并联接在该电 1 2 池组两端,如图甲所示。闭合三个开关,用电压表测得 L 、L 两端电压U 、U 均为 1 2 1 2 2.5V。 (1)根据他们的实验数据,可以得出结论:并联电路中,各支路两端的电压 相等 。 (2)进一步分析实验数据后,实验小组的小瑛同学发现了一个重要问题:并联的两个 灯泡的电压小于3.0V,还有0.5V的电压哪里去了呢?难道电池组内部有电阻分得了电压吗?通过查阅资料和请教老师,实验小组得到的信息是:电池组内部有电阻r,在正 常情况下r为定值;电池组相当于一个电压U恒定的理想电源与r的组合,如图乙所示。 那么如果断开图甲中的S ,外电路总电阻将 变大 ,灯泡L 两端电压将 变大 2 1 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。 (3)为了测定r的值,实验小组设计了如图丙所示的测量电路。其中 R =5 ,R = 1 2 14 .当只闭合S 1 时,电流表示数I 1 为0.5A;只闭合S 2 时,电流表示数I 2 为0Ω.2A.请 你依据上述数据,帮实验小组计算出r= 1 。 Ω 【答案】见试题解答内容 Ω 【解答】解:(1)如图1所示,闭合三个开关,用电压表测得L 、L 两端电压U 、U 1 2 1 2 均为2.5V,因得L 、L 是并联连接的,可以得出结论是:各支路两端的电压相等。 1 2 (2)电池内部电阻与外部电阻的关系是串联,串联电路起分压作用,并且根据电阻的 比值进行分压,所以当断开图甲中的S ,由于减少一条支路,由于并联电路的总电阻小 2 于任一支路上的电阻,所以将使R外 增大,则根据串联电路的分压特点可知外部电路分 得的电压,即U外 会增大; (3)如图丙所示的测定r的电路中,当只闭合S 时,R 与r的串联; 1 1 则:U=I (R +r); 1 1 即:U=0.5A(5 +r)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①; 只闭合S 时,R 与r的串联,电流表示数I 为0.2A, 2 2Ω 2 则:U=I (R +r); 2 2 即:U=0.2A(14 +r)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②; 解①、②组成的方程组可得:r=1 。 Ω 故答案为: Ω (1)相等; (2)变大;变大; (3)1。 41.小明和小亮探究“并联电路电压的关系”,小明先按图甲所示电路图连成图乙的实物 图(电压表尚未连接)。 (1)小亮一眼就看出了小明连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现 短路 (选填“开路”或“短路”)现象,小灯泡L 、L 都不会亮,还可能造成变阻器或 1 2电源 损坏。 (2)小亮只更改跟L 、L 的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电 1 2 路连接正确了。他的做法可能是 将导线 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 ) (指出一种即可)。 (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V 的示数如图丁所示,则电压表V的示数是 2.5 V,若L 标有 1 2 “2.5V,1W”字样,此时通过L 的电流是 0. 4 A。 2 (4)他们在电路中串联滑动变阻器的作用是 改变电路中的电流(或改变小灯泡两端 的电压) ,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于 左 端(选填“左”或“右”)。 【答案】见试题解答内容 【解答】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; 根据L 标有“2.5V,1W”字样,由P=UI得:I= = =0.4A; 2 因为此时灯泡两端的电压等于额定电压,所以此时通过L 的电流是0.4A。 2 (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。 故答案为:(1)短路;电源; (2)将导线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;0.4; (4)改变电路中的电流(或改变小灯泡两端的电压);左。