初中物理人教版九年级全册第2节 串、并联电路电压的规律课堂检测
展开1. 如图所示电路,开关S闭合后,电压表V1的示数为3.8V,V2的示数为6V.则灯L1两端电压和电源电压分别是( )
A. 2.2V 6VB. 3.8V 6VC. 2.2V 3.8VD. 6V 2.2V
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由电路图知灯L1与L2串联,电压表V1测灯L2的电压,电压表V2测灯L1与L2串联电路总电压,即电源电压.
由题意知:电源电压U=UV2=6V,灯L2的电压U2=UV1=3.8V;
由串联电路特点知:灯L1两端电压U1=U﹣U2=6V﹣3.8V=2.2V.
故选A.
2. 小明按图甲所示的电路进行实验,当闭合开关用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,则L1两端的电压为( )
A. 2VB. 8VC. 10VD. 6V
【答案】B
【解析】
【分析】
由图可知,电路是由两个电灯串联而成,两个电压表分别测的是总电压和L2两端的电压,这两个电压值是不会相等的,指针一样,说明选择的量程不同,然后根据串联电路电压的特点读出电压表的示数,然后计算出灯L1两端电压。
【详解】从图中可以看出V1测电源电压,V2测L2两端电压,而两表指针一样,说明V1选的是大量程,V2的是小量程,则V1的示数为10V;V2示数为2V;又因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,则灯L1两端电压为
10V﹣2V=8V
故选B。
3. 如下图所示电路中,闭合开关后,两个电压表指针偏转均为图所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为
A. 1.8V, 7.2VB. 7.2V, 1.8VC. 1.8, 9VD. 9V, 1.8V
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AC.由图a可知,电阻R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测电阻R2两端电压,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,且两电压表指针位置相同,所以,电压表V1示数应大于电压表V2示数,则电压表V1量程是0~15V,分度值是0.5V,电源的电压U=9V;
电压表V2量程是0~3V,分度值是0.1V,R2两端的电压U2=1.8V,故AC错误;
BD.电阻R1的电压:
U1=U-U2=9V-1.8V=7.2V
故B正确、D错误.
4. 如图中,L1和L2是两只完全相同的灯泡,开关S闭合后电压表V1的示数为4V,电压表V2和V3的示数应分别为( )
A. 4V、0V B. 4V、8V C. 4V、4V D. 以上都不对
【答案】B
【解析】
由图知道,两个灯泡串联,V1 测量L1 两端电压,V2 测量L2 两端的电压,V3 与电源并联,因为 L1 和L2 是两只完全相同的灯泡,根据串联分压作用知道,当V1 的示数为4V时, V2 的示数也为4V,又因为串联电路的电压等于各部分电路两端的电压之和,故电源电压是:U=4V+4V=8V,即V3 的示数为8V,故选B.
5. 如图所示,电源电压恒定不变。当S1闭合、S2断开时,电压表的示数为3V;当S1断开、S2闭合时,电压表的示数为9V。则为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由电路图可知,当S1闭合、S2断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压;当S1断开、S2闭合时,R1与R2仍串联,电压表测电源的电压,根据串联电路中总电压等于各分电压之和,R2两端的电压:
,
因串联电路中各处的电流相等,所以由可得,两电阻的阻值之比:
。
故选C。
6. 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. 整理数据,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】
【分析】
研究串联和并联电路的电压规律时,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。
【详解】用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=1.5V,UBC=1.5V,UAC=3V,说明两个小灯泡是同一个规格的,接下来的操作是换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,然后分析数据,这样的结论才具有科学性。
故选C。
7. 如图所示,电源电压9V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3V,则灯泡L1两端的电压是( )
A 3VB. 6VC. 4.5VD. 9V
【答案】B
【解析】
【分析】
由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,根据串联电路的电压的特点即可求出灯泡L1两端的电压.
【详解】因为L1与L2串联,电压表测L2两端电压,并且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=9V-3V=6V.故选B.
8. 小翔观察小手电筒的电源,由两节干电池串联组成,可知该电筒工作电压是( )
A. 0.3V B. 1.5V C. 3V D. 4V
【答案】C
【解析】
一节干电池电压是1.5V,两节干电池串联的总电压是1.5V×2=3V,所以该电筒的工作电压为3V.
9. 如图,电路中R1<R2,开关闭合,电压表V的示数为4V,电压表V1的示数
A. 等于4VB. 大于2VC. 等于2VD. 小于2V
【答案】D
【解析】
由图示可知,两个电阻是串联的,电压表V1测电阻R1两端的电压,电压表V测总电压,在串联电路中,电流处处相等,电压与电阻成正比,由于R1<R2,则可知,电阻R2两端的电压大于电阻R1两端的电压,而总电压为4V,故可知电压表V1的示数应是小于2V的,故应选D.
10. 小明同学按照如图所示的电路“研究串联电路中电流、电压的特点”,当开关闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,电流表和电压表均有示数。则故障原因可能是( )
A. L1断路B. L1短路C. L2断路D. L2短路
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】串联电路中一灯亮一灯不亮,则可能不亮的灯泡短路了,即L2短路,电流表有示数,说明电路故障不可能是断路,电压表有示数,说明电压表所测部分没有短路,综合判断,所以是L2短路。
故选D。
二、填空题
11. 小明按图甲所示的电路进行实验,当闭合开关用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,则L2两端的电压为________V,L1两端的电压为_______V.
【答案】 (1). 2 (2). 8
【解析】
【分析】
【详解】由于电压表V1测的是总电压,V2测的是串联电路的部分电压,故V1的示数大于V2的示数,但二者的指针位置完全一致,故说明电压表V1用的是大量程(15V),V2用的是小量程(3V),则V1的示数为10V,V2的示数为2V;而V2测量的是灯泡L2的两端电压,故其两端电压为2V,L1的两端电压为10V-2V=8V.
12. ①在图甲所示的电路中,闭合开关后电压表V1的示数为2.5V,V2的示数为________ V,V的示数为________ V;
②在乙图所示的测量电路中,闭合开关后电压表V1的示数为2.5V,且两个灯泡的规格相同.V2的示数为________ V,V的示数为________ V
【答案】 (1). 2.5 (2). 2.5 (3). 2.5 (4). 5
【解析】
①由甲电路图知道,两灯泡并联,电压表V1 测L1 两端的电压,电压表V2 测L2两端的电压,电压表V测电源的电压,因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以,若闭合开关后电压表V1的示数为2.5V,则三电压表的示数相等均为2.5V;
②由乙电路图知道,两灯泡串联,由于两个灯泡的规格相同,所以电压表V1 和电压表V2 的示数相同,故V2 的示数为2.5V;因为串联电路中总电压等于各分电压之和,而电压表V测电源的电压,所以电压表V的示数是:U=U1 +U2 =2.5V+2.5V=5V.
13. 如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表的指针均为图乙所示,则电阻R1和R2两端得到电压分别为____V和_____V.
【答案】 (1). 4.8 (2). 1.2
【解析】
【分析】
【详解】观察电路图可见电阻R1和R2串联,电压表V1测量的是电源电压,电压表V2测量的是R2电压,所以电压表V1的示数比电压表V2的示数大;故电压表V1选的是0﹣15V的量程,分度值为0.5V,观察图乙指针位置,电压表V1示数为6V;电压表V2选的是0﹣3V的量程,分度值为0.1V,观察图乙指针位置,电压表V2示数为1.2V;由串联电路电压关系得U1=U﹣U2=6V﹣1.2V=4.8V.
14. 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L1两端的电压;
(3)在测L2两端的电压时,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,得出结论。
【交流与评估】
(1)在拆接电路时,开关必须__________;
(2)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是_______或_______;
(3)小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?_______,为什么?_________________;
(4)方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中,小明分析实验数据得出结论: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_______________,改进方法_______________。
【答案】 (1). 断开 (2). L1短路 (3). L2断路 (4). 不能 (5). 电压表正负接线柱接反了 (6). 实验次数太少 (7). 更换不同的灯泡重复实验
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]为了保护电路在连接过程中出现故障而损坏电路元件,电路的连接时开关应处于断开状态,故连接电路时,开关必须断开。
(2)[2][3]因电路时串联电路,闭合开关,发现电压表示数为零,说明电压表所测电路电压为零,而为零的可能是所测量的电路电阻为零,即L1短路,或者电路中没有电流,电路处于开路状态,而且为L2开路,否则L1开路时电压表示数为电源电压,故小灯泡的故障可能是L1短路或L2开路。
(3)[4][5]在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样导致电压表的正负接线柱接反了,故不能测出L2两端电压。
(4)[6][7]在物理实验中若要得出普遍性结论实验次多应多于三次,该实验只测了一次实验数据,所以实验的不足为一次实验得出的结论具有偶然性、改变灯泡的规格或电源电压,多次实验,然后比较数据,得出结论。
15. 如图所示电路,电源电压为4.5V,开关闭合后电压表的示数为2.5V,则灯L1两端的电压为_________V,灯L2两端的电压为_________V.
【答案】 (1). 2.5 (2). 2
【解析】
【分析】
【详解】观察电路可知,电压表测量L1两端电压,所以两端的电压U1=2.5V,
又∵L1与L2串联,
所以根据串联电路电压的规律可知:
L2两端的电压为U2=U-U1=4.5V-2.5V=2V.
【点睛】由电路图可以知道,灯泡L1与L2串联,电压表测L1两端的电压,即电压表的示数为L1两端的电压;根据串联电路的电压特点求出L2两端的电压.
三、解答题
16. 在如图所示电路中,电压表V1示数为6V,V2示数为7V.若电源电压为10V,则灯L1、L2、L3两端的电压为多少?
【答案】3V、3V、4V.
【解析】
由图知道,开关S闭合,L1、L2、L3串联,V1测L1和L2两端电压,V2测L2 和L3 两端的电压,根据串联电路的电压特点结合题意知道,U1 +U2 +U3 =10V,U1 +U2 =6V,U2 +U3 =7V,联立解得L1、L2、L3两端的电压分别是:U1 =3V;U2 =3V;U3 =4V.
点睛:本题主要考查的是串联电路电压的特点,解题的关键是辨别电压表所测的电路元件.
四、实验探究题
17. 小聪同学在物理实验时,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L1两端的电压;
③在测L2两端的电压时,小聪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;
④测出AC间的电压.
交流与评估:
(1)在拆接电路时,开关必须 ;(2)小聪同学用上面的方法能否测出L2两端的电压?为什么? .(3)方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在上面表格中.分析小聪同学的实验数据可以得出的结论是: 串联电路总电压 各用电器两端的电压之和(选填“等于”或“不等于”).(4)这个实验在设计方案上还存在的不足之处是: .
【答案】 (1). 断开 (2). 不能,电压表正负接线柱接反了 (3). 等于 (4). 只进行一次实验就得出结论,结论不具有普遍性.
【解析】
(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;
(3)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.
⑷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,不能得出普遍的规律.
18. 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.
(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).
(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】 (1). 不相同 (2). U=U1+U2 (3). 寻找普遍规律
【解析】
试题分析:(1)为了使得出的结论具有普遍性,所以应选用规格不相同的灯泡来进行实验;(2)由表格中的数据可知,串联电路两端的总电压等于各串联部分电压之和,即U=U1+U2;(3)如果只进行一次实验,就得出结论,这样的结论可能具有偶然性,采用多次测量,可以使得出的结论具有普遍性.
【考点定位】串联电路的电压
19. 小英用两个相同阻值的电阻研究串联电路特点.实验时发现:“两个电阻两端的电压都相等”.于是他得出结论:串联电路中各电阻两端的电压都相等.请你选用合适的器材,设计实验证明小英的观点不正确.要求:画出实验电路图、简述实验现象并说明.
【答案】;实验现象及说明:按照电路图连接电路,接入电路的定值阻值R1≠R2, 用调好的两块电压表分别测出R1、R2两端的电压U1、U2, 发现U1≠U2, 所以小英的观点不正确.
【解析】
根据题意要求,应将两个阻值不同的电阻R1 、R2 串联在电源上,分别用两个电压表测量它们两端的电压,故电路如图:
实验现象及说明:按照电路图连接电路,接入电路的定值阻值R1≠R2, 用调好的两块电压表分别测出R1、R2两端的电压U1、U2, 发现U1≠U2, 所以小英的观点不正确.
点睛:本题考查是是探究“串联电路的电压特点”的实验设计,设个实验要选择两个阻值不同的电阻,据此设计实验推翻“串联两个电阻两端的电压都相等”的结论.
五、综合题
20. 如图所示的电路中,当开关S1闭合、开关S2断开时,电压表的读数为2V;当开关S1、S2均闭合时,电压表的读数为6V
求:(1)灯L1两端的电压?
(2)电源电压?
【答案】4V 6V
【解析】
试题分析:(1)当开关S1闭合、S2断开时,两灯泡串联,电压表测量灯泡L2两端的电压,U2=2V,所以U2=U-U1=6V-2V=4V.
(2)当两个开关都闭合时,灯泡L1被短路,此时电路中只有L2,L2两端的电压就等于电源电压,所以电源电压等于6V;答:(1)当开关S1闭合、S2断开时,L1的电压为4V;(2)电源的电压为6V;.
考点:串联电路的电压规律.
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.75
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