初中物理中考复习 专题25 探究串并联电路电压规律的实验（解析版）

专题25  探究串并联电路电压规律的实验

探究串并联电路电压规律的实验

1.串联电路电压的规律

（1）在串联电路中，总电压等于各导体两端电压之和。

（2）表达式：U=U1+U2+U3

2.并联电路电压的规律

（1）并联电路中，各支路两端的电压相等且等于电源电压。

（2）表达式：U=U1=U2=U3 

【例题1】（2019云南）“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。

（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“不同”）的小灯泡。

（2）小明根据图甲连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙所示，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，改接在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。下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：　                     　 。

【答案】（1）不相同（2）换用小量程，重做实验（3）错误（或不正确）（4）因为实验存在误差，所以四组数据都合理

【解析】（1）两灯泡串联，要实相同的灯泡，两端电压相同，串联总电压等于一个灯泡两端电压的2倍。选择不同的灯泡，得出的结论是总电压等于两个灯泡两端电压之和，这样的结论有普遍意义。（2）电压表有两个量程，在灯泡两端电压不超过量程时，可以换用另一个小量程做实验，这样指针偏转明显，便于读数，结果更准确。（3）电压表接入电路中，必须让它的正接线柱与电源正极方向相接，负接线柱与电源负极方向相接。（4）实验中测量的数据都是有误差的，只要电路正确、操作正确，按照要求真确读数，测量结果都是合理的。

【点拨】在解决“探究串联电路的电压关系”的实验时，主要把握电压表使用与读数；会根据实验表格归纳总结结论。对误差概念要正确认识。

【例题2】（2020苏州模拟）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L1两端的电压。

（2）电路连接正确后进行实验，某小组分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表示数相同，如图乙所示，其值为     V。根据这组数据，该小组得出并联电路中电压的规律．你认为实验的疏漏之处是             。

（3）小华发现，实验中电压表示数明显小于电源电压，他认为产生这一现象的原因是导线有电阻．为了验证猜想是否正确，闭合开关后，小华又测出了电池组两端的电压为2.65V．由此可以判断，导线有电阻     （选填“是”或“不是”）电压表示数明显小于电源电压的主要原因，理由是                            。

【答案】（1）如图所示

（2）2.6   应更换灯泡，多次实验   （3）不是   闭合电路后，电池组两端的电压和并联电路的总电压相差很小

【解析】（1）两个灯泡的灯座右端两个接线柱用一根导线连接上。电压表带3的接线柱与下面L1、所在灯座做短接线柱连接。

（2）电压表示数为2.6V。实验中应该更换灯泡，多次实验。 

（3）导线有电阻不是电压表示数明显小于电源电压的主要原因，理由是闭合电路后，电池组两端的电压和并联电路的总电压相差很小。

1.在“研究串联电路电压的特点”实验中，小阳同学设计并连接了如图所示的电路，其中小灯泡L的额定电压为10V，电压表、电流表均选择了合适的量程且能正常使用。

（1）闭合开关S后，小阳发现电压表V2的示数为0V，而电压表V1、V3的示数均为12V，电流表也有示数。你认为出现这种情况的原因可能是        。

（2）恢复正常后，闭合开关并移动滑动变阻器滑片，依次记录了以下几组数据。

分析以上实验数据，可以得出的结论是        。

（3）完成并记录了第3次实验数据后，小阳想测量一下小灯泡的额定功率，结合题目信息，以下操作可以达到目的的是        。

A．向左移动滑动变阻器滑片，使V1的示数为10V，同时读出电流表示数

B．向右移动滑动变阻器滑片，使V1的示数为10V，同时读出电流表示数

C．向左移动滑动变阻器滑片，使V2的示数为2V，同时读出电流表示数

D．向右移动滑动变阻器滑片，使V2的示数为2V，同时读出电流表示数

【答案】见解析。

【解析】（1）滑动变阻器短路（或R短路；电压表V2被短路；滑动变阻器的滑片滑在最左端；接线连在金属杆两端等）；（2）串联电路两端总电压等于各串联导体两端电压之和；（3）A

2.物理课上，小明探究了串联电路中电压的规律，他还想知道并联电路中的电压有什么规律，于是在课后请你和他合作进行了以下探究：

（1）提出问题：并联电路中，各电灯两端的电压有什么关系？

（2）你的猜想是：            ；理由是：            .

（3）设计实验:图为两个灯泡并联的电路图,用电压表分别测量两个灯泡L1、L2以及电源两端的电压.请在图上添加测电压的电压表.所需的实验器材有：                      .

（4）进行实验：按照电路图连接电路，进行实验测量，记录实验数据.

（5）分析论证：（只要求粗略地写出分析和论证的思路，即怎样得出结论的）         .

（6）实验结论：两个灯泡L1、L2的电压和电源电压相等. 

（7）实验评估：上述实验中，小明只进行了一次测量，得出的结论偶然性的机会很大.为了使实验结论具有普遍性，你将建议小明怎样做？                          .

（8）实验问答：如果电源电压为3V，那么根据探究的结论，灯L1的电压为       V，灯L2的电压为       V.结合实验结论分析：测量电压时，电压表为什么要与被测电路并联。

【答案】见解析。

【解析】 (2)并联电路中各电灯两端的电压相等、各个电灯并联在相同的两点间；

（3）电源、开关、导线、电灯、电压表；

（5）用电压表分别测量出电灯两端的电压U1和U2，并进行比较，若两者相等，即可得出猜想是正确的；

（7）改变电源电压小或小灯泡的规格，重做上述实验。

（8）3、3。

3.实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后，得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论，这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。老师引导同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究：

（1）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（如图乙所示）是　　V。

（2）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。为了能更明显地观察到导线分压的现象，应选择较　　（选填：“粗”或“细”）的导线，原因是　      　。

（3）完成以上步骤后，他们准备测量开关两端的电压，你认为这一步骤是否有必要，理由是　      　。

【答案】（1）L1；1.7；（2）细；在长度和材料相同时，横截面积越小电阻越大；（3）开关容易接触不良，造成电阻变大，分压增多。

【解析】（1）电压表接在CD两点，与灯泡L1并联，测量灯泡L1的电压；

闭合开关，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，则电压表的示数1.7V；

（2）在长度和材料相同时，横截面积越小电阻越大，故为了能更明显地观察到导线分压的现象，需要选用较细的导线使导线的电阻大，分压多；

（3）开关容易接触不良，造成电阻变大，分压增多，故有必要测量开关两端的电压。

4.在“探究串联电路电压的特点”活动中。

（1)如右图所示，连接电路时，至少需要_______根导线；实验中应选择规格________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡。

(2)在测L1两端电压时，闭合开关，发现电压表示数为零，原因可能是____________（填出一种即可）。

（3）小芳保持电压表的B四连接点不动，只断开A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)小明分别出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。请对小明的做法进行评价：____________，

改进方法是____________。

【答案】见解析。

【解析】（1）根据电路图和元件的数量确定导线的数量，为了让实验具有普遍性，应该使用不同规格的灯泡进行实验。根据电路图可知：至少需要6根导线；实验中应该选择规格不同的小灯泡。

（2）此时可能是灯泡L1短路或者L2断路。

在测L1两端电压时，闭合开关，发现电压表示数为零，原因可能是灯泡L1短路、L2断路、电压表接触不良等；

（3）这样操作会让电压表的正负接线柱接反，导致电压表的指针反偏。不能测量L2两端的电压；因为此时电压表的正负接线柱接反了，电压表的指针会反偏。

（4）为了使实验结论具有普遍性，应该更换不同规格的灯泡进行多次实验。

小明只测量了一次，实验数据没有普遍性，应该换用不同规格的灯泡，重复测量两次以上。