16.2 串、并联电路中电压规律（解析版）.docx

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 第十六章 电压 电阻 16.2 串、并联电路中电压的规律 一、学习目标 1．串联电路电压的测量 能正确的将电压表接入待测的电路中，并能画出相应的电路图； 能正确的使用电压表测量出串联电路中用电器两端的电压 能通过实验探究，归纳总结出串联电路中电压的规律 2．串联电路中电压规律应用 能利用串联电路中电压的规律来分析相关的问题 3．并联电路电压的测量 能正确的将电压表接入待测的电路中，并能画出相应的电路图； 能正确的使用电压表测量出并联电路中用电器两端的电压 能通过实验探究，归纳总结出并联电路中电压的规律 4．并联电路中电压规律应用 能利用并联电路中电压的规律来分析相关的问题 二、学习过程 一）、知识点梳理 知识要点一 探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系 设计电路   图解步骤   实物连接   记录数据表格 实验次数 AB间电压U1/V BC间电压U2/V AC间电压U3/V 1       2       3       得出结论 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和，表达式：_________________________________________ 【答案】 U3＝U1＋U2(或U＝U1＋U2＋…＋Un) 交流与评估：（1）根据电路图连接电路时，采用试触法选择电压表的量程； （2）连接电路时，开关应处于断开状态，目的是为了保护电路，避免损坏电路元件； （3）为了使结论更具有普遍性，消除偶然性，要换用不同规格的灯泡多测几次 【拓展】 （1）在串联电路中，总电压U比电路中任何一部分电路两端的电压都大，即U>U1，U＞U2。 （2）如果有n个相同的用电器串联在总电压为U的电路中，若每个用电器两端的电压为U0，则U＝nU0，也可写成U0＝U/n。 （3）电路故障分析：小灯泡不发光，与之并联的电压表的示数为零，原因是小灯泡内短路、电压表短路或电压表与电源间的线路断路。 知识要点二 探究并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系 设计电路   图解步骤   实物连接   记录数据表格 实验次数 AB间电压U1/V CD间电压U2/V EF间电压U3/V 1       2       3       得出结论 并联电路各支路两端电压等于电源两端电压，表达式： __________________________________ 【答案】 U3＝U2＝U1(或U1＝U2＝…＝Un)　 交流与平估：（1）连接电路时，开关应处于_______状态，目的是为了_________，避免损坏电路元件； （2）为了使结论更具有普遍性，消除偶然性，要换用不同规格的灯泡多测几次 【答案】 断开 保护电路 【归纳】比较串、并联电路电压、电流的特点：串联时，电路中电流处处相等，即I1＝I2＝…＝In；电路两端总电压等于各部分电路两端的电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un。并联时，电路中干路电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In；电路中各并联支路的电压都相等，即U1＝U2＝…＝Un。 【拓展】串、并联电池组电压 连接方式 电池串联 电池并联 实物电路     结论 串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和 并联电池组两端的电压等于每节电池两端电压 二）、例题 练习 例1、如图甲所示，电源电压为6V，闭合开关后，电压表的示数如图乙所示，下列叙述错误的是（ ） A： L1两端电压为1.8V B： L1两端电压为4.2V C： L2两端电压为1.8V D： L1和L2两端电压之和为6V 【答案】A 【解析】由图可知，开关闭合后，电路是由两个电灯串联而成，V测量的是L2两端的电压； 电源电压U＝6V，由串联电路的电压特点可知，L2两端电压小于电源电压，所以电压表使用的量程是0~3V，示数为1.8V，即L2两端的电压为1.8V，灯L1两端电压为6V﹣1.8V＝4.2V， L1和L2两端电压之和等于电源电压6V。综上所述，错误的选项是A。 练1.1 如图所示，当甲电路中的开关S闭合时，两个电压表的指针位置均如图乙所示，则电压表V1和V2的示数分别为（ ） A： 1.2V， 6V B： 6V， 1.2V C： 4.8V， 1.2V D： 1.2V， 4.8V 【答案】B 【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测R2两端的电压；因串联电路中 总电压等于各分电压之和，且两个电压表指针偏转角度相同，所以，电压表V1的量程为0～15V， 分度值为0.5V，示数为6V，故ACD错误； 电压表V2的量程为0～3V，对应的分度值为0.1V，示数为1.2V，故B正确。 例2、某同学对“串联电路电压规律”进行探究。 【设计与进行实验】 （1）按图所示电路图连接电路； （2）闭合开关，用电压表测出L1两端的电压； （3）在测量L2两端电压时，为了节省时间采用以下办法：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）测出AC间的电压。 【交流与评估】 (1)在拆接电路时，开关必须 。 【答案】断开 【解析】拆接电路时，为了安全，开关必须断开。 (2)该同学用上面的方法 （选填“能”或“不能”）测出L2两端的电压，原因是 。 【答案】不能 电压表正负接线柱接反了 【解析】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L2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，所以不能测出L2两端的电压。 UAB/V UBC/V UAC/V 2.1 1.7 3.7 (3)方法改进后，所测出的AB、BC、AC间的电压记录在下表中，分析数据可以得出本次实验的结论是： 串联电路总电压 （选填“等于”或“不等于”）各用电器两端电压之和。 【答案】 不等于 【解析】由表中数据可知：UAB+UBC＝3.8V，这与UAC间电压不相等，所以他的结论与猜想不相符， 是由实验误差造成的。 （4）这个实验在设计上还存在的不足之处是 。 【答案】 测量次数太少 【解析】不足之处是：他只做了一次实验，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。 例3、如图所示，灯泡L1比L2亮，电压表V2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： V示数小于6V D： V示数大于6V 【答案】A 【解析】并联电路各支路电压相等，等于电源电压，所以电压表示数都等于电源电压6V。 练3.1 如图所示，电路完好，电源的电压不变，当开关闭合后，电压表的示数将（ ） A： 变 大 B： 变 小 C： 不变 D： 无法判断 【答案】C 【解析】电源电压保持不变，当开关S闭合后，电路中多了一个支路，形成了两个灯泡的并联，由于电压表V 仍然测的是电源电压，所以读数不变。 例4、 如图所示的电路图中，开关S闭合后能用电压表正确测出灯L2两端电压的是（ ） A：B：C：D： 【答案】A 【解析】电压表与被测用电器并联；且电压表接入电路中时要保证电流“+”进“-”出；电压表可以与电源直接相连，此时测量的是电源电压。 练4.1 如图所示的四个电路中，电压表能正确测量L2两端电压的是（ ） A：B：C：D： 【答案】 B 【解析】A、由图知，开关闭合后，两灯串联，电压表测的是电源电压，不符合题意； B、由图知，开关闭合后，两灯串联，电压表与L2并联，所以电压表测的是L2两端的电压，符合题意； C、由图知，开关闭合后，两灯串联，电压表与L1并联，所以电压表测的是L1两端的电压，不符合题意； D、由图知，开关闭合后，两灯串联，电压表与L1并联，所以电压表测的是L1两端的电压，不符合题意。 练4.2 在如图所示的电路中，电压表测量的是（ ） A： 灯L1两端的电压 B： 灯L2两端的电压 C： 电源两端的电压 D： 开关S两端的电压 【答案】B 【解析】本题中电压表画在左上角，似乎是在电池的两端，离L2很远，其实电压表是并联在L2的两端的，测的是L2的电压。 练4.3 如图所示电路，下列说法正确的是（ ） ①当开关S闭合时，电压表测量L1两端电压 ②当开关S闭合时，电压表测量L2两端电压 ③当开关S断开时，电压表无示数 ④当开关S断开时，电压表示数等于电源电压 A： ①③ B： ①④ C： ②③ D： ②④ 【答案】C 【解析】当开关S闭合时，电压表与L2并联，测量的为L2两端的电压；当开关S断开时，电路无电流通过，电压表无示数；答案项②③为正确选项。 例5(1) 如图甲所示的电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均如图乙所示，则电灯L1和L2两端的电压分别为（ ） A： 4.8V 1.2V B： 6V 1.2V C： 1.2V 6V D： 1.2V 4.8V 【答案】D 【解析】（1）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L1两端电压；（2）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； 则电压表V1的量程是0～15V，分度值为0.5V，示数UV1＝6V； 电压表V2的量程是0～3V，分度值为0.1V，示数UV2＝1.2V； （3）电压表V2测L1两端的电压，所以L1两端的电压U1＝UV2＝1.2V； 由于L1、L2串联，电压表V1测电源电压，由串联电路的特点可知：L2两端的电压U2＝UV1﹣UV2＝6V﹣1.2V＝4.8V。 (2) 如图所示的电路中，闭合开关，电压表V1的示数是4V，电压表V2的示数为10V，若电源电压为12V， 则L2两端电压为（ ） A： 4.5V B： 5.5V C： 3V D： 2V 【答案】D 【解析】由电路图可知，三灯泡串联，V1测L1、L2两端的电压，V2测L2、L3两端的电压，由于串联电路中总电压等于各分电阻电压之和， 则U1+U2＝4V，U2+U3 ＝ 10V， U＝U1+U2+U3 ＝ 12V，解得U2＝2V。 练5.1、小文为了“探究串联电路中电压规律”，设计了电路，将两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上，如图所示。 (1)连接或改接电路时，开关必须 。 【答案】断开 【解析】为了安全，在拆接电路时，开关必须断开。 (2)检查电路无误后，闭合开关，发现电压表的指针偏转角度过小，为使实验结果更准确，他应该 。 【答案】断开电路并把电压表改接小量程重新测量 【解析】检查电路无误后，闭合开关，发现电压表的指针偏转角度过小，说明电压表选择量程太大，为使实验结果更准确，他应该断开电路并把电压表改接小量程重新测量。 (3)小文分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点，闭合开关后，测得的数据是：UAB=0V，UBC=3V，UAC=3V，则故障可能是 （答一条）。 【答案】L1短路（或L2断路；或L1短路同时L2断路） 【解析】如果灯泡L1短路，电路中只有灯泡L2电压表相当于测量的电源电压， 所以有UAB＝0，UBC＝3V，UAC＝3V； 如果灯泡L1正常，灯泡L2 开路，电压表相当于测量的电源电压，所以有UAB＝0，UBC ＝ 3V，UAC＝3V； 如果灯泡L1短路，同时灯泡L2开路，电压表相当于测量的电源电压，所以有UAB＝0，UBC＝ 3V，UAC＝3V； 综上所述可知导致该现象的原因是：灯泡L1短路或L2断路，或L1短路同时L2断路。 (4)故障排除后，实验正常进行。分别测出：UAB=1.4V、UBC=1.4V、UAC=2.8V，分析这组数据，小文发现串联电路中电压的规律是 。 【答案】串联电路两端的电压等于串联电路中各部分电路两端的电压之和 【解析】由表中的实验数据UAB+UBC＝UAC＝2.8V，所以可得结论为：串联电路中，总电压等于各部 分电路两端的电压之和。 (5)分析实验数据“UAB=1.4V、UBC=1.4V”，小文还认为：串联电路中各部分电路两端的电压始终是相等的。你认为这个结论 （选填“正确”或“错误”）；这对你进行此实验的启发是 。 【答案】错误 应选取不同规格的灯泡，进行多次实验再得结论 【解析】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；因此小文还认为：串联电路中各部分电路两端的电压始终是相等的。这个结论是错误的，由此实验得到的启发是应选取不同规格的灯泡，进行多次实验再得结论。 练5.2 如图所示，电源电压10V保持不变，当开关S闭合时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表示数为6V，则灯泡L1 两端的电压是（ ） A： 4V B： 6V C： 5V D： 10V 【答案】A 【解析】由图知，L1与L2串联，电压表测L2两端的电压，电压表示数为6V，即L2两端的电压U2＝6V，串联 电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯泡L1两端的电压：U1＝U﹣U2＝10V﹣6V＝4V。 练5.3 如图1所示，电源电压恒定。当开关S1断开，S2闭合时，电压表的示数如甲图所示，当开关S1闭合，S2断开时，电压表的示数如乙图所示，则灯L1、L2两端的电压分别为（ ） A： 3.5V 8.5V B： 8.5V 3.5V C： 3.5V 5.0V D： 5.0V 3.5V 【答案】 C 【解析】当开关S1断开、S2闭合时，两灯泡串联，电压表测电源的电压， 由图甲可知，电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，电源的电压U＝8.5V； 当开关S1闭合、S2断开时，两灯泡串联，电压表测L1两端的电压， 由图乙可知，电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，L1两端的电压U1＝3.5V，故BD错误； 因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＝8.5V−3.5V＝5.0V，故 C正确、A错误。 练5.4 如图所示电路，灯泡L1、L2完全相同，当开关S闭合后，两盏灯泡均发光且电压表的示数为1.5V。则当开关断开后，下列说法正确的是（ ） A： 灯泡L1变亮了 B： 电压表示数变为0V C： 电压表示数仍为1.5V D： 电压表示数变为3V 【答案】D 【解析】由电路图可知，开关S闭合后，L1与L2串联，电压表测L2两端的电压， 因串联电路中各处的电流相等，且相同灯泡的电阻相等， 所以，由U＝IR 可知，两灯泡两端的电压相等，均为1.5V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压U＝2×1.5V＝3V； 当开关断开后，电路断路，电压表串联在电路中测电源两端的电压， 所以灯泡L1不亮，电压表的示数变为3V，故ABC错误、D正确。 练5.5 如图所示的电路中，闭合开关，电压表V1的示数是7.5V，电压表V2的示数为9V，若电源电压为12V，则L2 两端电压是（ ） A： 4.5V B： 5.5V C： 3V D： 2V 【答案】A 【解析】由电路图可知，三灯泡串联，V1测L1、L2两端的电压，V2测L2、L3两端的电压， 已知电源电压为12V，由于串联电路的总电压等于各分电压之和， 则U1+U2＝7.5V，U2+U3＝9V，U＝U1+U2+U3＝12V，解得U2＝4.5V，即L2两端电压是4.5V。 练5.6 如图所示电路，当S闭合时，V1表示数为12V，V2表示数为6V，当S断开时，V1表示数为9V，则V2表示数 为 V。 【答案】7.5 【解析】由电路图可知，开关闭合时，等效电路图如图甲所示，开关断开时，等效电路图如题图乙所示； 由图甲可知：电源电压U＝U1＝12V，U2＝6V， U3＝U−U2＝12V−6V＝6V， U2′+U3′＝9V， 由图乙可知：U11=U-UV11 =12V-9V=3V 两灯为串联电路U12=U13 U12+U13=9V 所以U12=4.5V UV2=3V+4.5V=7.5V 练5.7 如图所示，在“探究串联电路的电压规律”实验时，闭合开关，用电压表分别测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=1.5V，UBC=1.5V，UAC=3V，在表格中记录数据后，接着的实验步骤是（ ） A： 整理器材，结束实验 B： 分析数据，得出结论 C： 换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值 D： 换用电压表的另一量程，再测出一组电压值 【答案】C 【解析】研究串联和并联电路的电压和电流时为了实验结论具有普遍性，采用相同灯泡和不同灯泡进行多次实验。 练5.8 用如图所示的电路来探究串联电路的电压特点时： (1)实验中应选择规格 （填“相同”或“不相同”）的灯泡。 【答案】不相同 (2)用电压表分别测出L1和L2两端电压及串联总电压的值分别为U1、U2、U，经过多次实验，得到的数据记录在如表中。分析实验数据，可得到串联电路的电压特点是 （用公式写出）。 实验次数 U1/V U2/V U/V 1 2.3 0.7 3.0 2 2.0 1.0 3.0 3 1.7 1.3 3.0 【答案】U = U1 + U2 (3)进行多次实验的主要目的是 （填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”）。 【答案】寻找普遍规律 例6 两盏灯并联在电路中，其中一盏灯比较亮，另一盏比较暗，则它们两端的电压（ ） A： 相 等 B： 亮的灯两端电压高 C： 暗的灯两端电压低 D： 无法确定 【答案】A 【解析】两盏灯并联在电路中，支路的电压是相等的，所以它们两端的电压相等。 练6.1 如果两盏灯两端电压相等，这两盏灯（ ） A： 一定是并联 B： 一定是串联 C： 可能是串联 D： 以上都不对 【答案】C 【解析】因为两个完全相同的灯泡在串联电路中分得的电压相同，并联电路中各支路两端的电压相等，所以这两个规格未知的灯泡，其连接可能是串联也可能是并联。 例7 如图所示的电路中，电压表的示数为12V，电流表A的示数为1.5A，电流表A1的示数为0.5A，则： 【答案】解：由电路图可知，L1与L2并联，电压表测灯泡L1两端的电压，即U1＝12V； 并联电路中各支路两端的电压相等，则灯泡L1、L2两端的电压U1＝U2＝12V。 (2)通过灯泡L1、L2的电流分别为多少A？ 【答案】图中电流表A测干路电流，即I＝1.5A，电流表A1测L1支路的电流，即I1＝0.5A，根据并联的电流特点可得，通过L2的电流：I2＝I﹣I1＝1.5A﹣0.5A＝1A。 【课后作业】 1下列说法中，正确的是（ ） A： 电路中只要有电压，就一定会有电流 B： 电压是产生电流的必要条件 C： 电路中有电源就一定会有持续电流 D： 通过导体的电压是形成电流的原因 【答案】B 【解析】电压总是存在于某一段电路两端，促使电路中自由电荷定向移动，不是“通过”导体。 2现代人的生活已经离不开电了，为了安全用电，我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述，错误的是（ ） A： 一节干电池的电压是1.5V B： 家庭电路的电压是220V C： 手机电池电压是3.7V D： 对人体安全的电压是36V 【答案】D 【解析】对人体安全的电压是不超过36V。 3如图所示，电压表表盘上的指针示数是（ ） A： 1V B： 5V C： 3V D： 1.5V 【答案】B 【解析】电压表读数要先确定量程，由于接入0~15V量程，则读数为5V。 4下列关于电压表的使用规则中，不正确的是（ ） A： 电压表要与被测电路并联 B： 可以用试触法来判断被测电压是否超过量程 C： 电压表的量程不能超过被测电压 D： 电流必须从“+”接线柱流进电压表 【答案】C 【解析】被测电压不应超过电压表的量程。 5关于电流表和电压表的使用，以下说法中错误的是（ ） A： 使用前都应检查指针是否指零 B： 在无法进行估测时，先选用大量程“试触” C： 经试触后被测电压不超过小量程时，应尽可能选择小量程 D： 两表都不能将正、负接线柱直接并接到电源的两极上 【答案】D 【解析】电压表可直接并联在电源两端测量电源电压。 6下列各电路图中，电压表能测灯L2两端电压的是（ ） A：B：C：D： 【答案】D 【解析】电压表测谁直接与谁并联。 7如图所示，电源电压是5V并保持不变，开关S闭合后电压表的示数为3V，则（ ） A： L1两端的电压为3V B： L2两端的电压为3V C： L2两端的电压为2V D： L1两端的电压为5V 【答案】B 【解析】电压表测谁直接与谁并联，闭合开关测量L2两端的电压。 8如图所示的电路，开关闭合后，电压表V1的示数是1.5V，V2的示数是4.5V，则电源电压是（ ） A： 1.5V B： 3V C： 4.5V D： 6V 【答案】D 【解析】串联电路各用电器两端电压之和为电源电压。 9如图所示，电源电压为9V，开关S闭合，灯泡L1、L2均发光，且L1比L2亮，其中电压表V2示数为3V，则电压表V1示数为（ ） A： 3V B： 6V C： 4.5V D： 9V 【答案】A 【解析】电压表测谁直接与谁并联，闭合开关电压表V1和V2都测量L2两端的电压。 10如图所示电路，L1的电阻比L2的大，开关闭合，灯均发光，则（ ） A： V示数等于V1示数 B： V1示数大于V2示数 C： A示数大于A1示数 D： A2示数大于A1示数 【答案】A 【解析】并联电路各支路两端电压均相等，串联电路电流处处相等。 11、如图所示的电路中，将开关S闭合，灯L1和灯L2均发光，下列说法中正确的是（　　） A．灯L1和灯L2串联 B．灯L1和灯L2两端的电压一定相等 C．通过灯L1的电流与通过灯L2的电流一定相等 D．通过灯L1的电流与通过电源的电流一定相等 【答案】B 【解析】（1）在串联电路中电流只有一条路径，各用电器之间相互影响；在并联电路中电流有多条流通路径，各个用电器之间互不影响，独立工作。 （2）并联电路中，各支路两端的电压相等。由图可知，两灯泡并联，根据并联电路中电压和电流的规律进行判断。 A、开关闭合后，电路中有两条并列的电流路径，所以灯L1和灯L2并联，故A错误； B、两灯并联，由并联电路的电压特点可知，两灯两端的电压一定相等，故B正确； C、当两灯泡的规格不相同时，通过灯L1和灯L2的电流一定不相等，当两灯泡的规格相同时，通过灯L1和灯L2的电流一定相等，故C错误； D、通过电源的电流是干路电流，由于干路电流等于各支路电流之和