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第第十十六六章章 电电压压和和电电阻阻((原原卷卷版版))
课课时时1166..22 串串、、并并联联电电路路中中的的电电压压的的规规律律
2022年课程标准 物理素养
科学思维:提高连接电路的能力,分析实验,掌握规律,并能运用规律
解决问题;
3.4.4探究并了解串联电路
科学探究:通过实验探究串联电路中的电压规律,认识串联电路电压规
和并联电路中电流、电压的
特点。 律;通过实验探究并联电路中的电压规律,认识并联电路电压规律;
科学态度与责任:进一步提高对电压表使用与电压测量的理解。
知知识识点点一一、、串串联联电电路路的的电电压压规规律律
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
AB
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泡重复实验,观察
BC AC
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,U≠U;
归纳总结 1 2 1 2 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”。
(2024·辽宁·模拟预测)小李在探究“串联电路的电压特点”的实验中,连接了如
图甲所示的电路,电源为两节新干电池。
(1)小李在连上最后一根导线时,灯泡 L 不发光、L 发光,且电压表的示数为0,则小李在连接电
1 2
路时存在的错误是 ,此时电路中的故障可能是
(2)小李排除故障并纠正错误后重新实验,某次测量时,电压表的示数如图乙所示,电压表的示数
是 V。
(3)在测量完L 两端的电压后,小李想移动一根导线来测量两个灯泡两端的总电压,请你在图甲中
1
要移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路。
(4)完成实验后,小李记录的数据如表所示。
U / U / U /
AB CD AD
V V V
0.5 2.5 3
由此初步得出结论:串联电路, (写表达式)。
此实验在设计方案上存在的不足之处是 ,改进方法是 。
知知识识点点二二、、并并联联电电路路的的电电压压规规律律
实验目的 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
设计并进行实验 (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。
(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=U=U。该结论可表述为:并联电路中,各支路两端电压相等。
1 2
特别提醒:
在同一电路中,并联的用电器两端电压相等。但两端电压相等的用电器不一定是并联关系,也可能
是规格相同的用电器串联。
辨析比较:
串联电路 并联电路
电流 串联电路中,电流处处相同:I=I=I … 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和:
1 2=
I=I+I+…
1 2
串联电路中各用电器两端电压之和等于电 并联电路中各支路用电器两端电压与电源两端电压相
电压
源两端的电压:U=U+U+… 等:U=U=U=…
1 2 1 2
(2022秋·河南商丘·九年级期末)小阳同学设计了如图甲所示电路图探究并联电路的
电压规律,请你回答下列问题。
(1)分别测出小灯泡L、L 两端的电压及 电压,就可以分析并联电路的电压规律。
1 2
(2)当开关闭合时,电压表出现了如图乙所示情况,其原因是电压表 。
(3)连接好电路后,同桌说小阳可能组成了一个串联电路,于是小阳拧掉了其中的一个灯泡,发现
闭合开关后另一个灯泡 ,则它们是并联的。
(4)小阳测出第一组数据之后,断开开关,为了得出并联电路电压的普遍规律,接下来的操作是
。
知知识识点点三三、、知知识识导导图图问问题题一一::实实验验探探究究串串、、并并联联电电路路的的电电压压规规律律
《探究串、并联电路电压的规律》常考问题:
1.连接电路时,开关应处于什么状态:断开;
2.电路连接: 应从电源正极 ( 或负极 ) 起按电路图将元件逐个连接起来 ;
3.电压表的连接:电流应从电压表的正极流入,从负极流出;
4.电压表的路程选择:连接好电路后,要先用开关试触,观察电压表的指针偏转情况,确认无误
后,再闭合开关,观察示数;
5.电路故障的判断:根据电流表或电压表有无示数以及读数大小,根据电路连接特点判断;
6.如果电压表量程选择过大,会出现:读数误差;
7.电压表的使用前应:使指针调到“零”位;
8.测量电压时,电压表应:与被测用电器并联;
9.多次测量的目的:寻找普遍规律;
10.更换小灯泡的目的:进行多次测量,避免偶然性。
【典例1】(2024·贵州黔南·二模)在探究“串联电路电压关系”的实验中。
(1)实验中应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)按照图甲连接如图乙所示电路时,开关必须 。用电压表测量灯泡两端的电压时,电压表应与灯泡 (选填“串联”或“并联”);
(3)正确连接电路后,闭合开关,第一次测量 两端电压,电压表的示数如图丙所示,为
V;
(4)为了 (选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”),小组完成了三次实验,数据如下
表所示。
次数 两端电压/V 两端电压/V A、C两点间的电压/V
1 1.0 2.8
2 1.2 1.6 2.8
3 1.1 1.7 2.8
(5)分析实验数据,可得到串联电路的电压关系是:串联电路的总电压等于 ;
(6)评估过程中,小明提出本次实验连接电压表时,可以不选用大量程试触来选择量程。你认为可
行吗?并说明理由。 。
【变式1-1】(2024·云南昆明·一模)小敏和小东用小灯泡探究“串联电路和并联电路电压规
律”。
(1)图甲中要测量L 两端电压,请用笔画线代替导线将实物图连接完整;
1
(2)闭合开关前电压表如图乙所示,其原因是电压表 ;处理好问题后,用电压表分别测ab、
cd、ad间的电压,每次拆接电压表时,开关应处于 状态;
(3)小东用电压表测出电路两端的电压和小灯泡L、L 两端的电压记录在下表中,由表中数据可
1 2
得:在串联电路中,电压的规律是 (用表中字母表示);
L 两端电压
1
实验次数 电路两端电压U/V L 两端电压U/V
2 2
U/V
1
1 2.8 1.4 1.4
2 2.8 1.1 1.7
3 2.9 2.1 0.8
(4)如图甲所示,小东测量灯泡L 两端的电压之后, (选填“能”或“不能”)只将电压表
1
接a点的导线改接到d点测L 两端的电压,理由是 ;
2
(5)小东将电压表并接在如图丙所示电路中的ab、cd和ad两端,测出一组数据后得出并联电路电
压规律,小敏说这样的结论不具有普遍性,接下来的操作是 ;(6)细心的小敏发现,将同一只小灯泡分别接入图甲、丙两电路中的亮度不同,你认为小灯泡接在
(选填“甲”或“丙”)电路中会更亮些。
【变式1-2】(2024·江西九江·一模)【探究名称】探究串联电路的电流规律、电压规律。
【提出问题】
(1)为了探究串联电路的电压规律,小明选用两个不同的小灯泡,并设计了如图甲所示的电路,在
连接电路时,开关要断开;
(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)小明连接好电路,闭合开关后发现L 比L 亮,小明进行猜想。
1 2
猜想一:灯泡两端的电压与距离电源正极的远近有关,由于灯泡L 靠近电源正极,灯泡L 两端电压
1 1
比灯泡L 两端电压要高,所以L 更亮;
2 1
猜想二:电流从电源正极出来先通过灯L,通过L 中的电流比通过L 中的电流大,所以L 更亮;
1 1 2 1
猜想三:两灯中的电流相等,亮度不同是由于两灯规格不同;
【进行实验与收集证据】
小明为了验证猜想一和猜想二,添加多个电流表和电压表。在验证猜想一时,设计如图丙所示的电
路,在验证猜想二时,设计如图丁所示的电路,两次操作时,确保小灯泡L 靠近电源正极。小明正确连
1
接电路并正确操作后,读出各电压表和电流表的示数并记录。请读出电压表V 的如图戊所示的示数,并
1
填入下表中;
电压表V 电压表V 电压表V 电流表A 电流表A 电流表A
1 2 1 2 3
示数/V 示数/V 示数/V 示数/A 示数/A 示数/A
0.4 3 0.2 0.2 0.2
【分析与论证】
(1)小明根据上表数据得出结论:
①在串联电路中,总电压等于各用电器两端电压之和;②串联电路中电流关系: ;
(2)同时小明得出:猜想一是正确的,猜想二是 的;
【交流与合作】
(1)小华认为小明在得出串联电路的电压和电流特点不是很合理,请你分析小华认为不合理的原
因: ;
(2)小华告诉小明:将图甲中的两灯泡位置互换一下位置,会发现L 还是比L 要亮,说明两灯串联
1 2
时,猜想三是 的,原因是灯泡的亮度取决于 。
问问题题二二::串串、、并并联联电电路路电电压压规规律律的的应应用用
解题通法:
(1)结合开关的通断,分析电路的串、并联情况,画出等效电路图;
(2)判断电压表和哪部分电路并联;
(3)根据串、并联电路电压规律求解。
【典例2】如图所示,电源电压保持不变,当开关S 断开,S 闭合时,电压表示数为 ;当开关
1 2
S 闭合,S 断开时,电压表示数为3V;则 两端电压是______V, 两端电压______V,电源电压是
1 2
______V。
【变式2-1】(2024·黑龙江哈尔滨·二模)下列电路图中,电压、电流关系正确的是( )。
A. B.
C. D.
【变式2-2】(2024·北京·二模)如图所示的电路中,灯L、L 的阻值分别为R、R,且R>R,两
1 2 1 2 1 2
开关闭合后,灯L、L 两端的电压分别为U、U,通过的电流分别为I、I,下列判断正确的是
1 2 1 2 1 2
( )。A.U<U B.U=U C.I>I D.I=I
1 2 1 2 1 2 1 2
【【基基础础强强化化】】
1.(2022秋·河南南阳·九年级统考期末)将两个灯泡L 和L 接到同一电路中,闭合开关,两灯
1 2
均发光,则下列说法中可以确认两灯并联的是( )。
A.两灯两端的电压不相等 B.两灯两端的电压相等
C.通过两灯的电流相等 D.通过两灯的电流不相等
2.(2024·吉林松原·一模)物理课上,小芳连接的电路如图所示,当开关S闭合后,电流表有示
数,电压表无示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是( )。
A.灯L 断路 B.灯L 短路 C.灯L 断路 D.灯L 短路
1 1 2 2
3.(23-24九年级上·广西南宁·期中)关于如图所示的电路图,下列说法正确的是( )。
A.电流表分别接在A、B、C点时,测量结果相同
B.电压表正确连接在A、B两点间,可以测量L 两端的电压
1
C.电流表串联在电路中,是因为它的电阻很大,可以保护电路
D.将电压表接A端接线柱直接改接到C,可以测量L 两端的电压
2
4.(2022秋·河南信阳·九年级期末)如图所示,电源电压为6V,闭合开关,电压表的示数为
4V,则以下说法正确的是( )。
A.灯L 两端的电压为4V
1
B.灯L 两端的电压为2V
1
C.电源电压与灯L 两端的电压之和为6V
1
D.灯L 两端的电压为2V
2
5.(2022秋·河南郑州·九年级期末)如图甲所示的电路中,闭合开关后,两个电压表指针均如图乙所示,则R两端电压为 V;开关断开时,电压表V 示数为 V。
1 2
6.(2022秋·河南商丘·九年级统考期末)如图电路中,当S闭合、S断开时,电压表的示数为
1 2
2.5V;当S断开、S闭合时,电压表示数为6V,则灯L两端的电压为 V,电源电压为 V,S、S
1 2 2 1 2
均闭合时电压表示数为 V。
【【素素养养提提升升】】
7.(2024·四川达州·二模)在探究串联电路电压特点时,某同学连接的电路如图所示。对于实验
过程中出现的现象及分析,下列判断正确的是( )。
A.开关闭合后,若灯泡L 不亮、L 亮,一定是L 灯丝断了
2 1 2
B.如果只有灯泡L 断路,则开关闭合后电压表示数一定为零
1
C.如果只有灯泡L 断路,则开关闭合后电压表示数一定为零
2
D.开关闭合后,如果电压表示数为零,灯泡L 一定不发光
2
8.(22-23九年级上·四川泸州·期末)小军用如图所示的电路来探究电路及其相关规律。闭合开
关S 和S,规格不同的小灯泡L 和L 均正常发光,两个电流表都有示数。下列判断正确的是( )。
1 2 1 2
A.小灯泡L 和L 组成串联电路
1 2
B.电流表A 的示数比A 的大
1 2
C.当小灯泡L 被短路时,L 会正常发光
1 2D.小灯泡L 和L 的额定电压一定相同
1 2
9.(21-22九年级上·全国·单元测试)如图是“库尔斯克”号潜水艇“黑匣子”中的一部分电
路,其中三个电压表示数U、U、U的关系是 ;三个电流表示数I、I、I的关系是
1 2 3 1 2 3
。
10.(2022秋·河南南阳·九年级统考期末)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 的规格应选 (选填“相同”或“不同”)的;连接电路时,开
1 2
关应处于 状态;
(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。出现这
1
种现象的原因是 ;
(3)她们在测量L 两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0。小美用电压表检测L 两端的
2 1
电压,示数为电源电压,由此判断出L 处的故障是 ;L 是短路还是正常的?小丽在原电路中又添
1 2
加了一个电学器材,就检验出了结果,她的方法可能是 ;
L 两端电 L 两端电
1 2
串联后的总电压/V
压/V 压/V
1.4 3.1 4.5
(4)她们排除故障后继续实验,得出了上表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规
律,他们还应当 。
【【能能力力培培优优】】
11.(2022·广东深圳·模拟预测)在延时服务自主学习时,某同学根据图示电路整理笔记,下列说
法正确的是( )。A.电流表串联在电路中,是因为它的电阻很大,可以保护电路
B.电压表正确连接在A、B两点间,可以测量L 两端的电压
1
C.将电压表接A端接线柱直接改接到C,可以测量L 两端的电压
2
D.电流表分别接在A、B、C点时,测量结果相同
12.(21-22九年级上·四川成都·期中)如图所示的电路,电源提供的电压为15V,开关闭合,满
足下列情况后,正确的是( )。
A.若a和b处分别连接电压表,a处的电压表示数为12V,b处的电压表示数为8V,则L、L、L 三
1 2 3
个灯泡的电压分别为3V、5V、7V
B.若a和b都放置电流表,且干路电流为1.5A时,a处的示数为0.8A,b处的示数为1.2A,则流过
L 的电流为0.7A,流过L 的电流为0.5A
1 2
C.若a处连接电压表,b处连接电流表,则L 两端的电压为15V
1
D.若将L 替换为电压表,且a、b处都连接电流表,则L 和L 并联,且电流表示数相同,电压表测
3 1 2
量的是电源电压
13.(2024·辽宁·模拟预测)小李在探究“串联电路的电压特点”的实验中,连接了如图甲所示
的电路,电源为两节新干电池。
(1)小李在连上最后一根导线时,灯泡 L 不发光、L 发光,且电压表的示数为0,则小李在连接电
1 2
路时存在的错误是 ,此时电路中的故障可能是
(2)小李排除故障并纠正错误后重新实验,某次测量时,电压表的示数如图乙所示,电压表的示数
是 V。
(3)在测量完L 两端的电压后,小李想移动一根导线来测量两个灯泡两端的总电压,请你在图甲中
1
要移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路。(4)完成实验后,小李记录的数据如表所示。
U / U /
CD AD
U / V
AB
V V
0.5 2.5 3
由此初步得出结论:串联电路, (写表达式)。
此此实实验验在在设设计计方方案案上上存存在在的的不不足足之之处处是是 ,,改改进进方方法法是是 。。