初中物理人教版九年级全册第1节 电压精品同步达标检测题
展开课时16.2 串、并联电路中电压的规律(帮课堂)(原卷版)
【学习目标】
1.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律;
2.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.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;
4.进一步提高对电压表使用与电压测量的理解。
【知识导图】
【基础知识】
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 | ||||||||||||||||||||
猜想与假设 | (1)与串联电路电流关系一样,处处相等; (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 | ||||||||||||||||||||
设计实验 | 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UAB,B、C间的电压UBC,A、C间的电压UAC,并分析三者间有何关系;换用不同规格的小灯泡重复实验,观察上述关系是否仍然成立。 | ||||||||||||||||||||
进行实验与收集证据 | (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
| ||||||||||||||||||||
归纳总结 | (1)由实验数据可得:U=U1+U2;当两个灯泡规格相同时,U1=U2;当两个灯泡规格不同时,U1≠U2; (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=U1+U2 |
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”。
【典例1】“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图1所示。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(2)小明根据图1连接好电路,闭合开关,电压表示数如图2所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该 。
(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改装在B、C之间。小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可.小聪的办法是否正确?答: 。
(4)测量完成后,进行小组交流讨论,如表选录了四个小组的数据,你认为这些数据是否合理,请说明理由。
答: 。
实验小组 | L1两端电压/V | L2两端电压/V | 串联总电压/V |
1 | 1.4 | 3.1 | 4.5 |
2 | 3.0 | 1.3 | 4.4 |
3 | 1.1 | 1.7 | 2.9 |
4 | 1.8 | 1.2 | 3.0 |
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 | ||||||||||||||||||||||||
猜想与假设 | (1)各支路用电器两端电压可能都相等,且等于电源电压; (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。 | ||||||||||||||||||||||||
实验数据 |
| ||||||||||||||||||||||||
分析论证 | 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U=U1=U2。该结论可表述为:并联电路中,各支路两端电压相等。 |
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=I1=I2=… | 并联电路中,干路电流等于各支路电流之和:I=I1+I2+… |
电压 | 串联电路中各用电器两端电压之和等于电源两端的电压:U=U1+U2+… | 并联电路中各支路用电器两端电压与电源两端电压相等:U=U1=U2=… |
【典例】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__________(选填“开路”或“短路”,)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成变阻器或__________损坏。
(2)小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了.他的做法可能是__________(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V1的示数如图丁所示,则电压表V的示数是__________V。
(4)他们在电路中串联滑动变阻器的作用是_______,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于________(填“左”或“右”)端。
【方法帮】
题型一:实验探究串、并联电路的电压规律
【角度1】探究串联电路的电压规律
【典例】学校物理小组的同学分组进行“探究串联电路电压规律”的实验活动:
(一)第一组进行了以下实验
(1)如图1所示,连接电路时,开关应该处断开状态,为了让实验结论可靠,实验中应选择规格________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)排除故障后第一组的小田分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,发现:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
由下表中实验数据可知:小田同学主要通过________方式来多次实验;
| UAB/V | UAB/V | UAB/V |
1 | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
2 | 1.5 | 3.0 | 4.5 |
3 | 2.0 | 4.0 | 6.0 |
A.更换不同规格的小灯泡
B.更换不同的电源
C.同时更换了电源和小灯泡
同组的小名同学在电路中串联了________也实现了多次实验的目的;
(二)第二小组也完成了“探究串联电路电压规律”的实验,但是他们得到“电源两端电压大于各用电器两端电压之和”的结论,物理老师引导第二组的同学们用如图2甲所示的电路继续进行了深人探究,他们的步骤如下:
(3)测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点,是为了测量灯泡________的电压:闭合开关,电压表的示数(如图2乙所示)是________V;
(4)用精密的电压表测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。完成以上步骤后,他们觉得有必要侧量开关两端的电压,他们这么认为的理由是________。
【角度2】探究并联电路的电压规律
【典例】小徐和小静探究“并联电路电压的关系”时,小徐先按图甲所示电路图连接图乙所示的实物图(电压表尚未连接)。
(1)小静一眼就看出了小徐连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现_______________(选填断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成滑动变阻器或_______________损坏。
(2)小静只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。她的做法可能是_________(写出一种即可)。
(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V1的示数如图所示,则电压表V的示数是________V。
(4)在电路中串联滑动变阻器的作用是_______________,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______端(选填“左”或“右”),该实验的结论是_______________。
题型二:串、并联电路电压规律的应用
【角度1】串联电路电压规律的应用
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】如图甲所示的电路中,当闭合开关 S 后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则灯 L1 和 L2 两端的电压分别为( )。
A.1.2V 4.8V B.4.8V 1.2V C.1.2V 6V D.6V 1.2V
【角度2】并联电路电压规律的应用
【典例】关于如图所示的电路,忽略导线的电阻,在S1,S2都闭合后,下列说法正确的是( )。
A.L1与L2的亮度一定不同 B.L1与L2两端的电压一定不相等
C.若L1被短路,则L2一定不亮 D.通过L1与L2的电流一定相等
【中考帮】
考点一:探究串、并联电路电压的规律
【典例】(2020·扬州)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: 。
考点二:串、并联电路电压规律的应用
【典例】(2021·广西贺州市)如图甲所示的电路中,两端的电压为,两端的电压如图乙所示,则两端的电压________V,电源电压_________V。
【作业帮】
一、基础练(知识巩固)
1.两个小灯泡连接在电路中,无法观察到它们是串联还是并联。闭合开关时,两灯都正常发光。以下判断正确的是( )。
A.若灯两端电压都相等,则两灯肯定是并联;
B.若流过灯的电流相等,则两灯肯定是串联;
C.若取下一根导线两灯都不亮,则原来两灯肯定是串联;
D.若取下一灯,另一灯不亮,则原来两灯肯定是串联
2.按如图所示连接好电路,闭合开关后发现小灯泡L1和L2均不发光,电流表无示数。现用电压表检测电路故障,用电压表分别测得bc、de、af间的电压为0V、3V、3V,由此可以判断电路故障可能是( )。
A.L1短路 B.L2短路 C.L1断路 D.L2断路
3.如图所示电路,开关闭合后由于电路中有一处发生故障,导致电压表示数变为零,则关于电路故障,以下判断正确的是( )。
A.一定是灯泡L1断路 B.一定是灯泡L2断路
C.可能是灯泡L1短路 D.可能是灯泡L2短路
4.如图甲所示的电路中,两端的电压为,两端的电压如图乙所示,则两端的电压________V,电源电压_________V。
5.如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,已知电压表的示数为2.4V,且灯泡L1和L2两端的电压之比为3:2,则电源电压为______。
6.某兴趣小组同学按图甲电路做测量电压的实验,闭合开关,两只电压表指针均指在图乙所示的位置,则电源电压为______V,L1的电压为______V,L2的电压为______V。
二、综合练(能力提升)
7.如图所示的电路,只闭合S1时电压表的示数为U1;只闭合S2时电压表的示数为U2; 若S1、S2同时闭合,电压表示数为U3。关于三个电压值的大小关系正确的是( )。
A. B.
C. D.
8.如图所示的电路,闭合开关,两只灯泡都不发光,电流表没有示数,电压表指针有明显偏转。则下列判断正确的是( )。
A.灯泡L1的灯丝断了 B.电流表内部出现断路
C.灯泡L2的灯丝断了 D.电源接线处接触不良
9.如图甲所示,仅闭合开关S1,电压表示数如图乙;闭合S1、S2,两电流表的指针均如图丙所示。当S1、S2都闭合时,通过L1的电流为______A,灯L1两端的电压为______V;当仅闭合S1时,电流表A1的示数为______A。
10.如图甲所示的电路,L1和L2_____(选填“串联”或“并联”)在电路中,闭合开关后两灯都能发光,并且两块电压表的指针所指的位置都如图乙所示,则L1两端的电压是_____V,L2两端的电压是_____V。
三、培优练(挑战自我)
11.如图所示,两位同学分别设计了用一个单刀双掷开关,一只电压表,在不改变电路连接的前提下,能测出灯L1和L2两端电压的电路图。请你判断,设计的电路图中______(填“甲”或“乙”)图是正确的。他们选择正确的电路图进行测量,当开关拨至1时,电压表的示数为2V;当开关拨至2时,电压表的示数为5V。则灯L1两端电压为______V,灯L2两端电压为______V。
12.在“探究串联电路电压的特点“活动中.
(1)如图所示,连接电路时,开关必须_____;实验中应选择规格_____(选填“相同”或“不同”)的小灯泡比较合理。
UAB/V | UBC/V | UAC/V |
1.9 | 2.6 | 4.5 |
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现L1不亮,L2亮,且电压表示数为零,原因是_____。
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压,她能否测出L2两端电压?_____,理由是:_____。
(4)小红分别出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和.小青认为小红的做法是错误的,原因是_____。
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