第十六章 第二节 串并联电路的电压规律.docx
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第十六章第二节串并联电路的电压规律
第二节串、并联电路中电压的规律
教学目标:
(1)能正确将电压表接入电路,并能画出相应的电路图。
(2)能正确使用电压表测量串、并联电路中用电器两段的电压,进一步练习连接电路和使用电压表的技能。
(3)能通过实验探究,归纳出串、并联电路中电压的规律。
教学难点:
通过实验探究总结出串、并联电路中电压的规律。
知识点一:
探究串联电路的电压与总电压的关系
(1)实验电路图
(2)实验设计表格
实验次数
AB间的电压U1/V
BC间的电压U2/V
AC间的电压U/V
1
2
3
(3)串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和。
即:
U=U1+U2.
(4)实验室要换用规格不同的灯泡,多次实验的目的是为了使实验结论具有普遍性。
当两个灯泡规格相等时U1=U2.,当两个灯泡的规格不相等时U1≠U2.
例题讲解:
例1、如图所示,当S闭合后,V1的示数为7V,V2的示数为10V,若电源电压为12V,则L2两端的电压为( )
A、4VB、3VC、5VD、8V
解析:
串联电路中各部分电压之和等于串联电路两端的电压,用各部分电压表示电源电压和电压表示数。
U1+U2+U3=12VU1+U2=7VU2+U3=10V解之:
U2=5V
答案:
C.
例2、如图所示,电源电压为6V.闭合开关后,若灯L1被短路了,则电压表示数
为V;若灯Ll断路了,则电压表示数为V.若灯L2被短路了,则
电压表示数为V;若灯L2断路了,则电压表示数为V.
解析:
电压表在电路中相当于开路,电流表在电路中相当于导线.因为电压
表测量L1两端的电压,当灯L1被短路,电压表测量导线两端的电压,而导线两端
的电压为0,所以电压表的示数为0;当灯L1被断路时,电压表测量电源电压,所以电压表示数为6V;当L2短路,电压表测量电源电压,所以电压表示数为:
6V;当L2断路,电压表的两个接线柱都有电源的正极相连,所以电压表的示数为0.
答案:
0,6,6,0
跟踪练习:
1、瑞瑞同学在探究串联电路中电压规律的实验中,提出了猜想:
串联电路中各用电器两端电压相等,总电压等于各部分电压之和.瑞瑞同学准备了两个相同的灯泡L1、L2和其他一些实验
器材.进行实验:
(1)按如图所示的电路图连接电路;
(2)闭合开关,用电压表分别测出AB、BC、AC间的电压,并记录在表格中.
AB间的电压
BC间的电压
AC间的电压
1.4V
1.4V
2.8V
分析论证:
(1)在物理学中,串联电路中电压的规律是:
(2)分析瑞瑞的实验数据:
得出的结论与他的猜想(相符/不相符).
评估:
请写出这个实验中的不足之处:
2、小刚和小丽用图所示的器材探究串联电路的电压关系,用三节干
电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同.
(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路.要求:
L1和L2:
串联,
电压表测量两灯串联后的总电压.
(2)小刚用电压表测量Ll两端的电压时,直接选用0~3V的量程,
小丽说这样不行,规范的操作方法应该是
(3)他们在测量L2两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为0.小刚用电压表检测L1两端的电压,示数为电源电压,由此判断出L1处的故障是;L2是短路还是正常的?
小丽在原电路中又添加了一个电学器材,就检验出了结果,她的方法可能是
(4)他们排除故障后继续实验,得出了下表所示的一组数据.为了得出串联电路电压关系的普遍规律池们还应当
L1两端的电压∕V
L2两端的电压∕V
串联后的总电压∕V
1.4
3.1
4.5
3、(2013•湘西州)在探究串联电路电压关系实验中,物理实验小组按如图所示的电路测得V的示数是3.8V,V1的示数是2.3V,V2的示数应为( )
A、1.5VB、3.8VC、2.3VD、6.1V
答案:
1、
(1)串联电路的总电压等于各部分电压之和;
(2)相符;①选择的相同的小灯泡做实验,不具有一般性,应该换用不同的小灯泡再次进行实验;②只做了一次实验就得出了结论.
2、
(1)如图所示;
(2)先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量(3)断路用小灯泡与L1并联(或替换L1)如果L2发光,则L2正常;若L2不发光,则L2短路(4)换用不同规格的器材(灯泡、电源)或加滑动变阻器,多次测量
3、A
知识点二:
探究并联电路的电压与总电压的关系
(1)实验电路图
(2)实验设计表格
实验次数
AB间的电压U1/V
CD间的电压U2/V
EF间的电压U/V
1
2
3
(3)并联电路各支路两端的电压都相等,且等于电源电压。
即:
U=U1=U2.
(4)实验室要换用规格不同的灯泡和改变电源电压,多次实验的目的是为了使实验结论具有普遍性。
在使用实验归纳法探究物理问题时要采用不同的器材、电源、电压做实验,这样才能得出具有普遍性的结论,仅一次实验得出的结论可能是特列,不具有普遍性。
例题讲解
例1、在探究串、并联电路规律的实验里,王大海进行了如下操作:
(1)①把两个标有“2.5V 0.3A”的小灯泡L1和L2串联起来接到电源上,
使灯泡发光(如图甲所示).
②分三次接入电压表,分别测量AB之间、BC之间、AC之间的电压并记
入表一.
(2)①把上述两个灯泡改接成并联后,接到另一电源上,使灯泡发光
(如图乙所示).
②分三次接入电流表,分别测量A、B、C三点的电流并记入表二.
请你评估:
(1)表一的测量结果有一个是错误的,错误的是,判断的依据是
(2)表二的测量结果是否可能?
谈谈你的观点.
解析:
(1)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和.此题中:
两个灯泡是相同的,灯泡两端的电压应该是相同的,如果实验准确,UAC跟UAB与UbC之和相等,实验中是存在误差的,但是不会相差很悬殊.错误的是UAC,判断依据是因为UAC跟UAB与UbC之和相差太大
(2)并联电路中干路电流等于各支路的电流之和.两个灯泡是相同的,两个灯泡中的电流应该是相同的.如果实验准确,IC=IA+IB.实验中是存在误差的,因为A点和B点电流之和接近C点的电流,在误差范围内,符合并联电路干路电流等于各支路电流之和的规律.后想:
掌握串联和并联电路的电流、电压、的特点.能从实验数据中搜寻信息.
答案:
(1)UACUAC跟UAB与UbC之和相差太大,不符合串联电路电流的规律(2可能实验中是存在误差
例2、在下图所示的电路中,电源是由3节干电池串联组成的。
S闭合后则电压表V的示数为V,电压表V1的示数为V,电压表V2的示数为V,
解析:
三节干电池串联的电压为4.5V,并联电路各支路两端的电压都相等,且等于电源电压,都是4.5V。
答案:
4.5V4.5V4.5V
跟踪练习:
1、如图所示是利用电压表测量并联电路电压的三种接法,下列说法正确的是()
A、a和b的测量结果之和等于c才测量结果B、三种接法的测量结果是一样的
C、只有a和b两种接法结果相同D、三种接法的测量结果都不相同
2、并联电路中电压的规律是( )
A、并联电路两端的电压等于各支路两端的电压之和
B、并联电路中,各支路两端的电压相等
C、并联电路中的电压之间没有任何关系
D、并联电路中,电阻大的用电器两端电压小
3、
小明家有一台彩电、一台冰箱、一台洗衣机和两盏灯泡,工作时它们两端的电压分别是、、、。
220V
(家庭电路中,家用电器并联在电路中,它们两端的电压都是220V.)
4、如图所示的方框是一个不透明的盒子,方框内连接有两节1.5V的干电池,将一电压表的“+”、“一”接线柱分别接B,C两端时,电压表示数为3V;将“+”、“一”接线柱分别接A,C两端时,电压表示数为1.5V,将“+”、“一”接线柱分别接B,A两端时,电压表示数为1.5V.在方框内画出电池的连接图.
答案:
1、B2、B3、22V22V220V220V4、图略
知识点三:
串、并联电路电压规律的应用
1、根据串并联电路电压规律,若几个用电器两端的电压相等,则这几个用电器可能是串联也可能是并联;若几个用电器两端的电压不相等,则这几个用电器一定是串联。
2、实验时应注意:
①连接实物时,要对照电路图,按顺序连接。
②连接实物过程中,开关一定要处于断开状态。
每次连接完电路,一定要检查无误后,再闭合开关。
这样做的目的是为了保护电路,防止电路短路而造成烧坏电源或电路的危害。
③电压表按规则连入电路和读数。
④实验中,每次读数后,应及时断开开关。
。
3、判断电压测量的对象:
判断电压表测哪一个电路元件的电压,要看电压表
与哪一部分电路并联,且并联部分必须是同一性质的电学元件(是提供电
能的,还是消耗电能的)。
如图所示电压表测量的是L2两端的电压。
例1、如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电路各元件工作正常.一段时间后,若其中一只电压表示数变大,则( )
A、另一个电压表示数变小B、其中有一盏灯亮度不变
C、灯L2可能断路D、灯L2可能短路
解析:
分析电路图,两灯串联,电压表V1测量的是串联电路两端的总电压
(电源电压),电压表V2测量的是灯L2两端的电压.电压表V1测量的是
串联电路两端的总电压(电源电压),无论两灯发生什么故障,其示数
不变;若:
电灯L1短路,电源电压都加在L2两端,电压表V2的示数会变大;电灯L1断路,电压表V2无示数;电灯L2断路,电压表通过灯丝、导线直接接在电源的两极上,测电源电压,示数变大;电灯L2短路,电压表测一导线两端的电压,示数变小为0,此时灯两端的电压变大、灯L1变亮.
规律小结:
电源电压不改变,与电压表并联的用电器若发生断路,那么电压表就相当于直接接入电路,它的示数接近于电源电压,即变大了。
答案:
C
例2、如图甲所示的电池盒,盒外有三个接线柱A、B、C;盒内有三个5号电池插槽,六个接线柱a、b、c、d、e、f;部分连接好的导线已画出,如图乙中虚线所示.选接盒外不同接线柱,可从该电池盒获得1.5V、3V、4.5V三种输出电压.请你在图乙的虚线框内,用笔画线代替导线将三节干电池(用元件符号表示)连接起来,组成一个符合实际的电源,并满足下列要求:
(1)AB间电压1.5V (A为负极,B为正极);
(2)BC间电压3V (B为负极,C为正极);
(3)AC间电压4.5V (A为负极,C为正极).
解析:
(1)AB间电压1.5V(A为负极,B为正极);将一节干电池固定在a、d之间,a与干电池的负极相连,d与干电池的正极相连;
(2)BC间电压3V(B为负极,C为正极);将一节干电池固定在b、e之间,b与干电池的正极相连,e与干电池的负极相连,并连接de;再将一节干电池固定在c、f之间,c与干电池负极相连,f与干电池正极相连,并连接bc;
(3)AC间电压4.5V(A为负极,C为正极);将已经连接完的干电池,根据干电池串联后的总电压等于干电池电压之和进行验证.
答案:
如图丙
跟踪练习:
1、如图,开关S从闭合到断开时,电源电压保持不变,则电压表()
A.示数为0B.有示数,测的是电源电压
C.示数增大D.有示数,测的是灯两端的电压
2、如图所示电路是两只灯泡组成的串联电路,电路连接正确,当开关S闭合后,以下判断正确的是()
A.若L1断路,则电压表的示数为零,两灯不亮
B.若L1短路,则电压表的示数为零,只有L2亮
C.若L2断路,则电压表的示数为零,L1不亮
D.若L2短路,则电压表的示数不为零,两灯均不亮
答案:
1、B2、BC
帮你记忆:
串联电压和,并联电压等
帮你整理:
用电流表和电压表判断电路故障:
有示数:
表与电源是通路,与表并联的部分是断路。
无示数:
表与电源是断路或与表并联的部分是短路。
课后作业:
1、电压用符号______表示,电压单位是______,单位符号是______
2、220V=mV30V=KV
3、常见的电压值:
1节干电池______伏;1节蓄电池______伏;我国照明电路______伏;工厂电动机工作电压______伏;对人体安全电压不高于______伏。
4、测量电压的仪表是______,符号是______。
使用时必须将它______联在被测电路的______。
电压表的“+”接线柱必须连在被测电路靠近电源______极的一端。
所测电压值不能超过电压表的______。
5、关于电压的说法中不正确的是( )
A电压是电路中形成电流的原因 B只要电路两端有电压,电路中就一定有电流
C电路中有电流时,电路两端就一定有电压D电源是提供电压的装置
6、关于电压的说法正确的是()
A任何导体两端都会有电压B只有电源两端才有电压
C电压的作用是使电路中形成电流D以上说法都不正确
7、如图甲所示的电路中,开关闭合后,
V1、V2的示数分别如图乙所示,则V1的示数为V,
L2两端的电压为V.
8、如图所示,电压表连接正确的是()
9、填表,在图中的圆圈内,标出电流表或电压表,并标出各表两个接线柱的正、负。
要求:
用电器、仪表均能正常工作(要点:
电流相当于短路,电压表相当于断路;填表后电路不断路,不短路
10、在用电压表测某灯泡两端的电压时,若选用0—3V的量程,测得的电压值为2.2V;若使用0—15V的量程,测得的电压值为2.0V,那么该灯泡两端电压的大小应是()
A.2.2VB.2.0VC.2.1VD.无法判断
11、如图所示,将电压表先后并接在AB处,BC处,AC处,当开关闭合后,电压表读数最大时,是接在( )
A、AC处B、AB处C、BC处D、无法判断
12、如图所示,设电源电压保持不变,S1断开S2闭合时,电压表读数为4.5V,S1闭合S2断开时,电压表读数变为3V,灯泡Ll和L2两端电压分别是( )
A、3V和4.5VB、3V和1.5VC、3V和3VD、1.5V和4.5V
13、小宁在探究练习使用电压表时,把电压表接成了如图所示的电路.当闭合开关时所发生的现象是( )
A、灯泡亮、电压表有示数B、灯泡亮、电压表无示数
C、灯泡不亮、电压表有示数D、灯泡不亮、电压表无示数
14、如图所示的电路中三盏灯是___________联的,电压表V1测的是__________两端的电压,电压表V2测的是___________两端的电压。
如果电压表V1的示数是1.2伏,电压表V2的示数为1.4伏,又已知L2和L3两端的电压相等,则灯泡L1两端的电压值为_______伏。
15、瑞瑞同学在中考物理实验加试时,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,瑞瑞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)瑞瑞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,所测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中.分析瑞瑞同学的实验数
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(填“等
于”或“不等于”).
AB间的电压∕V
BC间的电压∕V
AC间的电压∕V
1.4
2.4
3.75
(4)这个实验在设计方案上还存在的不足之处是:
____________________________________.
16、如图所示是某实验中的三个电路图,请仔细观察后回答.
(1)该实验探究的问题是:
________________________________________
(2)你的结论是:
________________________________________
(3)夏荷同学探究出的结论是:
串联电路中的总电压大于任何一个用电器两端的电压.秋宁同学的结论是:
串联电路中的总电压等于各个用电器两端的电压之和.对他们的结论,你如何评估?
17、给你一个电池组,两个开关,一个电压表,要求只连接一次电路就能测出两只灯泡组成的
串联电路两端的电压和各部分电路两端的电压.试画出你设计的电路图.
18、小汉观察到某一部件外壳上三个电压表的示数分别为U1.U2.U3;三个电流表的示数分别为I1.I2.I3。
打开外壳,看到它的内部电路结构如图所示,小汉很快猜出了U1.U2.U3和I1.I2.I3之间的关系。
U1.U2.U3和I1.I2.I3之间的关系是怎样的呢?
19、如图是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图,当开关闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,这时电流表和电压表均有读数。
则故障原因可能是()
A.L1断路B.L1短路C.L2短路D.L2断路
20、在做“探究串联电路中的电压规律”的实验时,有多个灯泡可供选择,小明把两只灯泡
L1、L2串联起来接到电源上,如下图所示:
(1)当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时,闭合开关后测得的数据是:
UAB=0,UBC=12V,UAC=12V,则故障可能是____________________
(2)故障排除后,实验正常进行,通过测量得到了两组实验数据如下表:
实验次数
AB间电压U1/V
BC间电压U2/V
AC间电压U3/V
1
4
8
12
2
6
6
12
分析两组实验数据,可得出:
____________________
21、在电池组、电压表和电流表中任选两种填入电路中的空缺处,
要求开关S闭合后,灯L1、L2串联,且正常发光。
22、(2014梅州),我市新增了不少新能源公交车,在公交车后门的两侧扶手上,各装有一个按钮(相当于一个开关),想要下车的乘客只要按下任何一个按钮,装在驾驶台上的指示灯都会发光.提醒司机有乘客需要下车.请设计一个符合要求的电路图.(已画出指示灯和电源,如图所示)
课后作业答案:
1.U伏特V2.2.2×1050.033.1.5V2V220V380V36V4.电压表并联两端正量程5.B6.C7.32.58.C9.如图(9)10.A11、A12.、B13.、C
14.串联L2L3L1L20.8
15.断开不能,电压表正负接线柱接反了不等于他只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭
组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律
16.
(1)第一图是测串联电路的总电压,第二、三图是分别测了用电器两端的电压,可探究串联电路的总压和和各用电器两端电压间的关系;
(2)通过实验得到结论:
串联电路中的总电压等于各个用电器两端的电压之和;(3)秋宁同学的结论较为完整,能定量的说出了串联电路电压的关系.夏荷同学的结论不够完整,只是简单的说出了总电压与分电压大小的关系.17.如图(17)18.、I1=I2=I3。
U1+U2=U3。
19、C20、L1短路,或L2断路,或串联电路中,总电压等于各部分电路两端的电压之和21、图略22、图略