55部编物理专题 电压串并联电路的电压的规律解析版Word文档下载推荐.docx
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(5)小明在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将电压表的B端不动,A端松开,接到C接线柱上,测量L2两端的电压,这一做法存在的问题是 电压表正负接线柱接反 。
(6)小明发现同桌小雨按照甲图连接的实物图丙是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,此时闭合开关示数为 3 V。
【答案】
(1)试触;
不同;
(2)UAC=UAB+UBC;
(3)①;
(4)1.2;
(5)电压表正负接线柱接反;
(6)错误;
3。
【解析】
(1)电压表在接入电路前通常要进行试触;
探究串联电路的电压特点,为了寻找规律,实验中最好选择规格不同的小灯泡进行实验,结果更具代表性。
(2)AB两点间的电压为L1两端的电压,CD两点间的电压为L2两端的电压,AD两点间的电压为电路两端的总电压。
由表中的数据可以看出:
UAC=UAB+UBC,因此可以得出:
串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和。
(3)小明进行多次实验的主要目的是寻找普遍规律,答案①。
(4)由实物电路可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,由图乙可知电压表的示数为1.2V;
(5)如图,测量了灯L1两端的电压后,如果将电压表的B端不动,A端松开,接到C接线柱上,测量L2的电压,这样电流从电压表的“﹣”接线柱流入,从“+”接线柱流出了,电压表的正负接线柱接反了。
(6)小明发现同桌小雨按照甲图连接的实物图丙是错误的,因为把电压表串联在电路中;
此时闭合开关电压表示数为电源电压3V。
例2.为探究“并联电路中电压的规律”,实验室提供的器材有:
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 2.6 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 没有更换灯泡组成不同的并联电路,多次实验 。
(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 不是 (选填“是”“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)见上图;
(2)2.6;
没有更换灯泡组成不同的并联电路,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。
(1)灯L1、L2并联,要测量灯泡L1两端电压,电压表需与L1并联,因为干电池组电压为3V,则选择0~3V量程。
(2)由图可知:
因为干电池组电压为3V,选择0~3V量程,则对应的分度值为0.1V;
根据指针所指位置可读出电压值为2.6V;
利用实验得出实验结论的过程中,为了避免实验的偶然性,增加实验的可信度,换用不同规格的灯泡多测量几次并联电路两端的电压。
才能进行归纳总结,这样得出的结论才更加准确。
(3)据题目能看出,导线有电阻不是电压表示数小于电源电压的主要原因,该现象的主要原因是:
电源电压不稳造成的,因为闭合电路后,电池组两端的电压和并联电路的总电压相差很小的缘故。
类型二串联电路电压的规律
例3.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1.8VB.L1两端电压为4.2V
C.L2两端电压为1.8VD.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,所以电压表使用的是0﹣3V量程,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。
例4.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是7V,电压表V2的示数为9V,若L3两端的电压是L1两端电压的两倍,则电源的电压是( )
A.9VB.10VC.11VD.12V
【答案】C。
【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,L3两端的电压是L1两端电压的两倍,假设L1、L2、L3两端的电压分别是U1、U2、U3,则
由于串联电路中总电压等于各分电阻电压之和,
则U1+U2=7V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U2+U3=9V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
U3=2U1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
解得:
U1=2V。
U2=5V;
U3=4V;
故总电压是:
2V+5V+4V=11V;
类型三并联电路电压的规律
例5.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
(1)由左图可知,L1、L2并联,电表V1测L1两端电压,电表V2测L2两端电压,电压表V测电源电压,并联电路中各支路电压相等,都等于电源电压;
故V示数等于V1示数,等于V2示数,故A正确、B错误;
(2)由右图可知,L1、L2串联,在串联电路中,电流处处相等,因此A示数等于A1示数,等于A2示数,故CD错误。
例6.如图所示的电路,闭合开关S,不同规格的两个小灯泡L1和L2均发光,则下列说法中正确的是( )
A.灯L1一定比灯L2亮B.灯L1和灯L2两端的电压一定相等
C.通过灯L1和灯L2的电流一定相等D.若L1的灯丝断了,灯L2一定熄灭
【答案】B。
【解析】A、因为不知道两灯的实际功率,所以不能确定灯L1一定比灯L2亮,故A错误;
B、因为两灯并联,所以两灯两端的电压一定相等,故B正确;
C、两灯并联,则两灯两端的电压一定相等,因为是不同规格的两个小灯泡,根据公式I
可知,电流也不一定相等,故C错误。
D、因为两灯并联,若L1的灯丝断了,灯L2不受影响,故D错误。
例7.如图甲是测量电压的电路图,闭合开关时,图乙、丙是两个电表指针的指示情况,则L1、L2两端的电压分别是( )
A.0.5V和2.5VB.0.5V和12.5VC.2.5V和12.5VD.2.5V和2.5V
【答案】D。
【解析】由题中的图可知:
两灯泡并联,上面电压表V1测的灯泡L1两端电压;
下面的电压表V2测的是L2两端的电压。
根据并联电路中各支路的电压相等,可知,上面电压表V1应选的量程是0~15V,其分度值是0.5V,读数为2.5V,即L1两端电压为2.5V;
下面电压表V2选的量程是0~3V,其分度值是0.1V,读数为2.5V,即L2两端的电压为2.5V;
一.选择题(共10小题)
1.下面说法正确的是( )
A.电路断开后,电路中的电流为零,因此电源电压也为零
B.电路两端只要有电压,电路中就一定有电流
C.电压表有一定的量程,使用时选择的量程越大越好
D.在并联电路中,不论灯泡是大是小,每个灯泡两端的电压都相等
【解析】A、电源是提供电压的装置,为电路提供电压,断开开关,无电流,但电源电压仍然存在,故A错;
B、电路两端有电压,如果是开路,电路中就没有电流,故B错;
C、被测电压不能超出了电压表的量程,否则电压表将被烧坏,故C错;
D、在并联电路中,各支路(每个灯泡)两端的电压相等,故D正确。
2.长沙市区2019年实验考试“探究串联电路的电压关系”,某同学按如图(a)所示连接电路。
闭合开关后,用电压表分别测量Uab、Ubc、Uac三处电压,关于在实验过程中出现的情况,下列说法正确的是( )
A.连接电路的过程中不用考虑开关的状态
B.测出Uab间电压后,保持b不动,将a改接到c,可以测出Ubc
C.连接好电路,闭合开关后电压表示数如图b所示的情况,必须将电压表校零
D.实验时电压表示数Uab=Uac,且示数不为0,可能是a、b之间发生了断路
【解析】A、为保护电路,连接电路的过程中开关要断开,故A错误;
B、用电压表测出Uab间电压后,保持b不动,将a改接到c,虽然此时电压表与L2并联,但电流从电压表负接线柱流入,闭合开关后,电压表指针会反偏,所以不能测出L2两端的电压Ubc,故B错误;
C、连接好电路,闭合开关后电压表示数如图b所示的情况,即指针反向偏转,说明电压表的正负接线柱接反了,需要将电压表的正负极接线柱互换,故C错误;
D、实验时电压表示数Uab=Uac,且示数不为0,说明a、b间的电压等于电源电压,可能是a、b之间发生了断路(此时电压表串联在电路中测电源电压),也可能是b、c间发生了短路,故D正确。
3.有甲、乙两根镍铬合金丝,甲和乙等长,乙粗些,把它们并联在同一电路中,它们两端的电压分别为U甲和U乙,下列判断中正确的是( )
A.U甲=U乙B.U甲<U乙C.U甲>U乙D.无法判断
由题知,两根镍铬合金丝并联在同一电路中,由并联电路的电压特点可知,它们两端电压U甲=U乙。
4.将两个灯泡L1和L2接到同一电路中,闭合开关,两灯均发光,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
A、两灯并联时,两端的电压一定相等;
若两灯两端的电压不相等,则两灯一定不是并联,故A错;
B、两灯串联时,若两灯的规格相同,两灯两端的电压也相等,所以两灯两端的电压相等,两灯可能串联也可能并联,故B错;
C、串联电路通过两灯的电流一定相等,并联电路中当两灯的规格相同时通过两灯的电流也相等,所以通过两灯的电流相等,两灯可能串联也可能并联,故C错;
D、串联电路通过两灯的电流一定相等,若通过两灯的电流不相等,则两灯一定不是串联,而是并联,故D正确;
5.如图所示的电路中,电源电压恒为6V开关闭合后,两灯泡都发光,电压表的示数为2.4V,则( )
A.灯泡L1两端的电压为2.4VB.灯泡L2两端的电压为3.6V
C.灯泡L1和灯泡L2两端的电压之和为6VD.当灯泡L2断路时,电压表的示数为零
【解析】A、由图知,灯泡L1、L2串联,电压表V测L2两端的电压,电压表V的示数为2.4V,即L2两端的电压U2=2.4V;
故A错误;
B、已知电源电压恒为6V,根据串联分压的特点可知,灯泡L1的电压:
U1=U﹣U2=6V﹣2.4V=3.6V,故B错误。
C、根据串联电路的电压特点可知,灯泡L1和灯泡L2两端的电压之和为6V,故C正确;
D、当灯泡L2断路时,电压表测量电源电压,则示数为6V,故D错误。
6.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R1、R2两端的电压为分别为( )
A.1.2V6VB.1.4V5.2VC.4.8V1.2VD.1.4V3.8V
由图可知,两个电阻串联,V1测电源电压,V2测R2两端电压。
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以V1示数应大于V2的示数,
但两电压表指针位置完全一样,说明V1选用的是0~15V量程,V2选用的是0~3V量程,所以V1的示数为6V(即电源电压为6V),V2示数为1.2V,即R2两端电压为1.2V,
所以R1两端的电压为:
U1=U﹣U2=6V﹣1.2V=4.8V。
7.如图所示,电源两端电压恒定。
闭合开关,灯泡L1比灯泡L2亮,则( )
A.L1两端电压比L2两端电压大B.L1的电阻比L2的电阻大
C.若L2灯丝烧断,通过L1电流不变D.若L1灯丝烧断,灯L2亮度变大
A、由图可知,两只灯泡并联,由并联电路电压关系可知,两灯泡的电压相等;
B、灯泡L1比L2亮,说明L1的实际功率大于L2的实际功率,即P实1>P实2,
因U1=U2,P实1>P实2,所以由P实
可知,R1<R2,即L1的电阻比L2的电阻小,故B错误。
C、若L2灯丝烧断,不影响电源电压,则L1两端的电压不变,灯泡L1的阻值不变,根据I
可知,流过L1的电流不变,故C正确。
D、若L1灯丝烧断,不影响电源电压,则L2两端电压不变,通过L2的电流不变,由P=UI可知L2的实际功率不变,则灯L2亮度不变,故D错误。
8.如图所示的电路闭合开关后,两灯都正常发光,但L1比L2亮,则( )
A.V1示数大于V2示数B.V1示数小于V2示数
C.若一导线接在L1两端,则L1不亮,L2仍正常发光D.若一导线接在L1两端,则电源短路
【解析】AB、两灯泡并联,电压表V1测量灯泡L1两端电压,电压表V2测量灯泡L2两端电压,由“各支路两端电压相等,且都等于总电压(电源电压)”可知,V示数等于V1示数,也等于V2示数,故AB错误;
CD、若一导线接在L1两端,则电流不经灯泡,经导线直接回负极,造成电源短路,L2不会正常发光,故C错误,D正确。
9.由两个灯泡、一个开关和电源(电压为3V)组成的电路中,闭合开关后,两个灯泡都发光,下列说法中( )
①如果两个灯泡两端的电压相等,则它们一定是串联的;
②如果两个灯泡两端的电压相等,则它们一定是并联的;
③如果两个灯泡两端的电压都小于3V,则它们一定是串联的;
④如果一个灯泡两端的电压等于3V,则它们一定是并联的。
A.只有①②正确B.只有①③正确C.只有②④正确D.只有③④正确
【解析】①②根据并联电路各支路两端的电压相等可知,两个用电器可能是并联,如果两用电器并联,无论阻值大小,它们两端的电压均相等;
如果两用电器串联,当它们阻值相等时,它们两端的电压也相等。
因此,两个用电器连接在同一电路里,测得它们两端的电压相等,这两个用电器可能是并联,可能串联,故①②错误;
③因为串联电路中各用电器电压之和等于电源电压,已知电源(电压为3V),如果两个灯泡两端的电压都小于3V,则它们一定是串联的,故③正确;
④并联电路两端电压相等,已知电源(电压为3V),如果一个灯泡两端的电压等于3V,则它们一定是并联的,故④正确。
10.如图所示,在“探究串联电路中电压的规律”时,小雨同学用电压表测出Uab=3V,Ubc=3V,Uac=6V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.整理器材,分析数据,得出结论B.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
C.改变电源电压,再测出几组电压值D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
【解析】用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为为出Uab=3V,Ubc=3V,Uac=6V,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。
二.填空题(共3小题)
11.如图所示,当开关S由接点1转到2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是 4 V,电源电压是 6 V。
【答案】4;
6。
【解析】由电路图可知,当S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压,由图乙可知,电源的电压U=6V,
当S接2时,两灯泡串联,此时电路中电阻最大,电流最小,电压表测L1两端的电压,电流表测串联电路的电流;
由图乙可知,此时电路中的电流I2=I串=0.2A,
由图乙可知,此时L1两端的电压U1=2V,则灯泡L2两端的电压U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V。
12.如图所示,闭合开关后,电压表V1测量 L1 两端的电压,电压表V2测量 L2 两端的电压,电压表V3测量 L1和L2 两端的电压,其中电压表V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3,则三个电表示数之间存在的关系是 U3=U1+U2 。
【答案】L1;
L2;
L1和L2;
U3=U1+U2。
【解析】由图可知,两盏灯串联,V1并联在L1两端,所以V1测量L1两端的电压;
而V2与L2并联,所以V2测量L2两端的电压;
V3直接并联L1和L2两端,即测量它两个的电压,也是电源电压;
因为串联电路两端的电压等于各部分电压之和,
所以电源电压等于L1两端的电压与L2两端的电压之和,故关系式为U3=U1+U2。
13.如图所示电路,电源电压为6V.当开关S闭合时,L1和L2串联,且流过L1的电流为1A.则图中③位置处电表应为 电压 表(选填“电流”或“电压”),①位置处电表示数大小为 6V 。
【答案】电压;
6V。
由题知,当开关S闭合时,L1和L2串联,则电流从正极出发,经开关S、电表②、灯泡L2、L1回到负极,所以图中③位置处的电表应为电压表(并联在L2的两端),②为电流表,①为电压表(并联在L1、L2的两端);
此时①处电压表测量L1和L2的总电压,即为电源电压,故①位置处电表示数大小为6V。
三.实验探究题(共1小题)
14.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
1.4
2.8
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 对电压表进行调零 。
(2)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在上表中。
分析实验数据得出两个实验结论:
①串联电路两端的电压 等于 各部分电路两端电压之和;
②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
(3)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是 选用相同规格的灯泡做实验 ,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是 只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性 。
(4)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L1两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法是 不能 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是 电压表的正负接线柱接反了 。
(1)对电压表进行调零;
(2)等于;
(3)选用相同规格的灯泡做实验;
只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性;
(4)不能;
电压表的正负接线柱接反了。
(1)由图知,连接电路前,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;
(2)由表中实验数据可知,串联电路的总电压等于各部分电路电压之和。
(3)由实验数据可知,各部分电路两端电压相等,该结论是错误的,造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验;
由实验数据可知,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验;
(4)为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这样做不能测出L2两端的电压,因为根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表的正负接线柱接反了;
15.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。
你认为实验的疏漏之处是 应更换不同规格的灯泡,在并联电路中多次实验 。
纠正后得到并联电路中的电压规律为 并联电路两端的总电压和各支路两端的电压相等 。
应更换不同规格的灯泡,在并联电路中多次实验;
并联电路两端的总电压和各支路两端的电压相等。
并联电路中的电压规律为:
四.计算题(共1小题)
16.如图甲所的电路中,电源电压为3V,当开关S闭合时,灯泡L1、L2正常发光。
电流表A1、A2的示数分别如图乙、丙所示,问:
(1)灯泡L1、L2两端的电压分别是多少?
(2)通过灯泡L1、L2的电流分别是多少?
(3)若灯泡L1的灯丝烧断,电流表A1、A2的示数分别是多少?
(1)灯泡L1、L2两端的电压都是3V;
(2)通过灯泡L1、L2的电流分别是1.02A;
0.48A;
(3)若在工作过程中L1灯丝突然烧断,电流表A2的示数不变,还是0.48A,A1示数变小。
(1)由图甲可知,两电灯并联,已知电源电压为3V,
则灯泡L1、L2两端的电压都等于电源电压,为3V;
(2)由图甲可知,两电灯并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测电灯L2所在支路电流,因此电流表A1示数大于A2示数;
由图乙所示电流表A1量程是0~3A,分度值是0.1A,电流表示数是1.5A。
电流表A2的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表读数是0.48A;
即灯泡L2的电流I2=IA2=0.48A,灯泡L1的电流I1=IA1﹣IA2=1.5A﹣0.48A=1.02A。
(3)工作过程中L1灯丝突然烧断,此时电路为L2的基本电路,电流表A1和A2都测量电路电流,因此两表示数相等,由于并联电路中,各支路互不影响,并且干路电流等于各支路电流之和,因此电流表A2的示数不变,还是0.48A,A1示数变小。
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