中考物理必考实验 专题实验22探究串并联电路电压规律

中考物理必考实验 专题实验22探究串并联电路电压规律

实验22探究串并联电路电压规律 探究课题：探究串联电路电压规律 实验装置 探究过程 ‎1.按图连接电路，把两个灯泡串联起来接到电源上；‎ ‎2.分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点，B、C两点，A、C两点间测量电压，看看U、U1、U2的大小关系；‎ ‎3.再换用不同规格的灯泡重复上述实验；‎ 记录表格 实验结论 串联电路两端的电压等于串联电路中各部分电路两端的电压之和。‎ 表达式： U=U1+U2        ‎ 探究课题：探究并联电路电压规律 实验装置 探究过程 1. 按图连接电路，把两个灯泡并联起来接到电源上。用电压表分别测量电源电压U，灯泡L1所在支路电压U1，灯泡L2所在支路电压U2；‎ 2. 再换用不同规格的灯泡重复上述实验。‎ 3. ‎3.比较电压U、U1、U2的大小关系 12‎ 记录表格 实验结论 ‎ 并联电路中，各支路两端电压相等，等于电源电压  。 ‎ 表达式： U=U1=U2 ‎ 满分归纳——考点方向 器材作用 1. 电压表的作用？测电压大小 注意事项 ‎1.连接实验电路时，开关应断开；电压表应并联在被测电路中，连接好电路后，要先用开关试触。‎ ‎2.如果发现电压表的指针向左边偏转，说明电压表的正负按线柱接反了。‎ ‎3.闭合开关前，发现其中一个电表指针没有指在零刻度上，出现这种现象的原因是没调零。‎ ‎4.闭合开关后，发现电压表的指针偏转太大，或太小，那一定是电压表的量程选择不合适。‎ ‎5.电压表的量程选择得过小，会使指针偏转过大，损坏电表；选择得过大，会使指针偏转过小，测量不准确。一般来说，选择的量程，应使指针偏转到刻度盘的三分之一到三分之二之间。‎ ‎6.使用的小灯泡的规格应该是不一样的，而且还要不断更换不同规格的灯泡多做几次实验，目的是：避免实验的偶然性，是结论具有普遍规律。‎ ‎1．（2019•邵阳）小芳在“探究串联电路电压特点”的实验中，连接好了的实物电路图如图甲所示，请你协助完成：‎ 12‎ ‎（1）在方框内画出与图甲对应的电路图，并在电路图中标上L1、L2。‎ ‎（2）在某次测量时，电压表的示数如图乙所示，此时灯L1两端的电压为　　V。‎ ‎（3）闭合开关后，小芳发现L1、L2均不发光，电压表有示数且大小接近3V，则电路中出现的故障可能是L1发生了　　（选填“短路”或“断路”）。‎ ‎（4）排除故障后，小芳在测量了灯L1两端的电压后，断开开关，然后将导线AE的A端松开，接到D接线柱上，测量灯L2两端的电压，这一做法会造成　　。‎ ‎【答案】（1）见上图；（2）1.9；（3）断路；（4）电压表的正负接线柱接反 ‎【解析】（1）由实物图分析可知，两盏灯串联，开关控制整个电路，电压表测量灯泡L1两端电压，画出相应的电路图如下：‎ ‎（2）由图甲可知，电源由2节干电池串联组成，则电源电压大约3V，因此图乙电压表选用的是小量程，其分度值是0.1V，此时电压表的示数是1.9V。‎ ‎（3）闭合开关S后，灯L1、L2均不发光，说明电路中可能有断路故障，而电压表的示数大小接近电源电压3V，说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连，故灯L1发生断路。‎ ‎（4）如图，如果将AE导线的A端松开，接到D接线柱上来测量灯L2两端的电压，这样电流从电压表的“﹣”接线柱流入，从“+”接线柱流出了，即会造成电压表的正负接线柱接反。‎ ‎【分析】（1）从实物图中可以看出，电流从正极流出，依次经过开关、灯泡L2、L1，然后回到电源负极，电压表并联在灯泡L1两端。 （2）据实物图判断出电压表的量程，而后判断出分度值，进而读出电压表的示数即可； （3）闭合开关灯泡不亮，原因有两个：断路或短路。具体原因从电流表、电压表有无示数判断故 12‎ 障； （4）电学实验中，电压表并联在待测电路两端，电流从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出，不能接反了 ‎2．（2018•梧州）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）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　　。‎ ‎（2）小明根据图甲连接好电路，闭合开关后，发现电压表示数为零，若只有L1或L2中的一处发生故障，则故障可能是　　（写出一种即可）。‎ ‎（3）排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在下表中。‎ UAB/V UBC/V UAC/V ‎1.4‎ ‎1.4‎ ‎2.8‎ 分析实验数据得出两个实验结论：①串联电路两端的电压　　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。‎ ‎（4）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　　，另外，小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是　　。‎ ‎（5）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，这个方法　　（选填“能”或“不能”）测出L2两端的电压，理由是　　。‎ ‎【答案】（1）对电压表进行调零；（2）L2断路（或L1短路）；（3）等于；（4）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；（5）不能；电压表的正负接线柱接反了 ‎【解析】（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 12‎ 应对电压表进行调零，使指针指在零刻度线上；‎ ‎（2）由电路图知，两灯泡串联，电压表测灯泡L1两端的电压；‎ 闭合开关S后，电压表示数为零，且只有L1或L2中的一处发生故障；若灯L1、L2均不亮，说明电路发生断路，而电压表没有示数，说明电压表的两端不能与电源连通，则是L2断路；若L2亮、L1不亮，而电压表没有示数，则可能是灯L1短路；‎ ‎（3）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。‎ ‎（4）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；‎ ‎（5）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；‎ ‎3．（2018•贵阳）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，分压大，更容易观察到实验现象；（3）有必要，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；‎ 12‎ ‎（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）有必要，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．（2018•自贡）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，至少需要　　根导线；实验中应选择规格　　（相同/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）小明分别测出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　　。‎ UAB/V UBC/V UAC/V ‎2.4‎ ‎1.4‎ ‎3.8‎ ‎【答案】（1）6；不同；（2）L2断路；（3）不能；正负接线柱反接了；（4）一次实验具有偶然性；更换规格不同的灯泡进行多次实验 ‎【解析】（1）由电路图可知，共需要导线6根导线；为了避免实验的偶然性，使探究得出的结论具有普遍意义，应该选取不同的小灯泡进行实验；‎ ‎（2）电压表示数为零，说明电路中出现了断路；若L1断路，则电压表测量的电源电压，有示数；若L2断路，则电压表无示数；‎ 根据U＝IR可知，当与电压表并联部分的电阻为0时，电压表的示数也为0，故故障还可以是L1短路；‎ ‎（3）测出L1两端的电压，A与电压表的正接线柱相连。小聪将与A点相连的导线改接到C点，则会造成电流从负接线柱流入了。小芳的办法是错误的；‎ ‎（4）本实验只做了一次实验，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，不能得出正确规律，故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。‎ 12‎ ‎5．（2020•天津模拟）小明选用两节新电池，两个小灯泡，一个电压表来探究串联电路电压的特点 ‎（1）若要测量灯泡L1两端的电压，请在图甲中补充完整小明的实验电路图；‎ ‎（2）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　　。‎ ‎（3）用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC得到的数据记录在下表中分析实验数据，你可得到串联电路的电压特点是　　。（用文字表示）‎ 次数 UAB UBC UAC ‎1‎ ‎1.2‎ ‎1.2‎ ‎2.4‎ ‎（4）小明接下来换用其他规格的小灯泡又进行了几次实验，他这样做的主要目的是　　。（填序号）‎ ‎①寻找普遍规律②减小实验误差 ‎【答案】（1）如上所示；（2）调零；（3）串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和；（4）①‎ ‎【解析】（1）目的是探究串联电路电压的特点，电压表测量灯泡L1两端的电压，应并联在灯泡L1的两端，电源电压为3V，所以应选择小量程，如下所示：‎ ‎（2）由图乙知，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；‎ ‎（3）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；‎ 12‎ ‎（4）在本实验中，多次实验的主要目的是寻找普遍规律，故选①。‎ ‎6．（2020•乌鲁木齐一模）如图所示，小明在“探究串联电路电压特点”的实验中：‎ ‎（1）在串联电路中，开关可以控制所有用电器，开关位置的改变　　（选填“影响”或“不影响”）它对用电器的控制。‎ ‎（2）某次测量时，电压表的示数如图乙所示，则此时灯L1两端的电压为　　V。‎ ‎（3）闭合开关后，小明发现L1、L2均不发光，电压表有示数且大小接近3V，则电路中出现的故障可能是L1发生了　　（选填“短路”或“断路”）。‎ ‎（4）排除故障后，小明在测量了灯L1两端的电压后，断开开关，然后将AE导线的A端松开，接到D接线柱上，闭合开关测量灯L2两端的电压。小明的做法是　　（选填“正确”或“错误”）的。‎ ‎（5）小明进行多次实验的主要目的是　　（填序号）。‎ ‎①寻找普遍规律②减小实验误差 ‎【答案】（1）不影响；（2）1.9；（3）断路；（4）错误；（5）①‎ ‎【解析】（1）在串联电路中，开关可以控制所有用电器，且开关位置的改变时不影响它对所有用电器的控制作用；‎ ‎（2）由图甲可知，电源电压大约3V，因此图乙中电压表选用的是小量程，其分度值是0.1V，此时电压表的示数是1.9V；‎ ‎（3）闭合开关S后，灯L1、L2均不发光，而电压表的示数大小接近电源电压3V，说明此时电压表的正负接线柱与电源两极相连，则灯L1发生断路；‎ ‎（4）如图，如果将AE导线的A端松开，接到D接线柱上来测量灯L2两端的电压，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，则小明的做法是错误的；‎ ‎（5）本实验是探究串联电路的电压特点，多次实验分析数据是为了寻找普遍规律，故选①。‎ ‎7．（2020•望花区一模）在“探究串联电路的电压规律实验中，连接了如图所示的电路图。‎ 实验次数 L1两端的电压U1/V L2两端的电压U2/A 串联总电压U/A 12‎ ‎1‎ ‎1.6‎ ‎1.2‎ ‎2.8‎ ‎2‎ ‎1.3‎ ‎1.5‎ ‎2.8‎ ‎3‎ ‎1.1‎ ‎1.7‎ ‎2.8‎ ‎（1）连接完最后一根导线后灯泡立即发光，原因是　　，同时发现只有L2发光、电压表无示数，电路中只有一处故障，原因是　　；‎ ‎（2）排除故障后在测量的过程中发现灯泡L1很亮但是灯泡L2却只发出微弱的光，原因是灯泡L1的电阻R1　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）灯泡L2的电阻R2。‎ ‎（3）在测量L2两端电压时，如果直接把电压表的A端拆下来连接到c端会造成的后果是电压表指针　　，从而损坏电压表；‎ ‎（4）通过选用不同规格的小灯泡进行了多次实验后得到了如表所示的数据总结出串联电路的电压规律　　。（用U、U1、U2表示）‎ ‎【答案】（1）开关没有断开；L1短路；（2）大于；（3）左偏；（4）U＝U1+U2‎ ‎【解析】（1）连接完最后一根导线后灯泡立即发光，这表明在连接电路的过程中，开关没有断开；‎ 由图可知，两个灯泡串联，电压表测量L1两端的电压；只有L2发光，说明电路中有电流，电压表无示数，表明与电压表并联部分的电阻为0，即该部分出现了短路，故故障是L1短路；（2）两个灯泡串联，通过的电流是相同的；灯泡L1很亮但是灯泡L2却只发出微弱的光，灯泡亮表明功率大，根据P＝I2R可知，灯泡L1的电阻大于灯泡L2的电阻；‎ ‎（3）在测量L2两端电压时，如果直接把电压表的A端拆下来连接到c端，此时电流从电压表的负接线柱流入，正接线柱流出，则电压表的指针会向左偏，损坏电压表；‎ ‎（4）由表格中的数据可知，L1两端的电压与L2两端的电压的和等于总电压，即U＝U1+U2。‎ ‎8．（2020•杨浦区一模）在“探究并联电路特点”的实验中，班级同学根据如图所示电路进行实验，三组同学通过实验获得的数据分别填入表中。根据表中数据，可得初步结论是：　　。某同学看了数据后认为第一小组和第二小组的数据是错的，只有第三小组的数据是对的。你是否同意该同学的观点，请简要说明理由：　　。‎ 实验组号 电源电压U（伏）‎ L1两端电压U1（伏）‎ L2两端电压U2（伏）‎ 12‎ 第一组 ‎6‎ ‎5.5‎ ‎5.5‎ 第二组 ‎2.8‎ ‎2.4‎ ‎2.4‎ 第三组 ‎4.5‎ ‎4.5‎ ‎4.5‎ ‎【答案】并联电路中，各支路两端电压都相等；不同意，应尊重实验现象，允许测量中误差的存在，可以换用不同灯泡多做几次实验 ‎【解析】由图知，两灯并联，电压表分别测两条支路和电源两端电压，由表中数据可知，两条支路电压是相等的，所以可得到初步结论是：并联电路中，各支路两端电压都相等；‎ 由表中第一、二小组实验中数据发现支路电路与电源电压并不相等，这并不能说明这两组实验就是错误的，我们应尊重实验现象，允许测量中误差的存在，可以换用不同灯泡多做几次实验。‎ ‎9．（2020•广东模拟）在“探究串联电路电压的特点活动中。‎ ‎（1）如图甲所示，连接电路时，至少需要6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）。故障排除后，闭合开关发现电压表如图乙所示，则原因是　　。‎ ‎（3）小芳保持电压表的B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　　。‎ ‎【答案】（1）不同（2）L2断路（或电压表短路）；电压表正负接线柱接反了；（3‎ 12‎ ‎）不能；电压表接线柱连接错误 ‎【解析】（1）为了避免实验的偶然性，使探究得出的结论具有普遍性，应该选取不同的小灯泡进行实验；‎ ‎（2）在测L1两端电压时，发现电压表示数为零，说明电路中可能出现了断路，若L1断路，则电压表串联在电路中测电源电压，有示数；若L2断路，则电压表无示数；还可能是L1短路，造成电压表也被短路而无示数；‎ 故障排除后，闭合开关，如图乙所示电压表表明指针反转，则原因是电流从电压表的负接线柱流入，即：电压表的正负接线柱接反了。‎ ‎（3）测出L1两端的电压时，A与电压表的正接线柱相连；小芳保持电压表的B连接点不动，只断开A连接点，并改接到C连接点上，则会造成电流从负接线柱流入了，即电压表的正负接线柱接反了，故不能测出L2两端电压。‎ ‎10．（2020•任城区校级模拟）小明同学对串联电路电压规律进行了探究。‎ ‎（1）闭合开关，发现L1不发光，L2比较亮，电压表示数为零，则小灯泡L1的故障是　　。‎ ‎（2）排除故障后，小明正确测出了L1两端的电压，在测L2两端的电压时，小明为了节省时间，打算采用以下方法：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。此操作可能会导致电压表出现的现象是　　。‎ ‎（3）最后，小明按照正确的方法测出了L1、L2、AC之间的电压UL1＝2.4V，UL2＝1.4V，UAC的示数如图乙所示，读出UAC＝　　V，并得出了实验的最终结论。‎ ‎（4）此实验依然存在着一定的缺陷，你的改进方法是：　　。‎ ‎【答案】（1）短路；（2）电压表指针反向偏转；（3）4；（4）换用不同规格灯泡多次实验 ‎【解析】（1）发现L1不发光，L2比较亮，电压表示数为零，说明灯L1电阻为零，即L1短路了；‎ ‎（2）只断开电压表A接点，并改接到C接点上，而B接点不动，电流表正负接线柱接反了，闭合开关后，电压表指针反向偏转，所以不能测出L2两端的电压。‎ ‎（3）由实验数据可知：L1、L2的总电压为：U＝UL1+UL2＝2.4V+1.4V＝3.8V；‎ 12‎ 电压表测量AC间电压，所以选择电压表选择的是0～15V量程；电压表分度值为0.5V，所以示数为4V；‎ ‎（4）为得出普遍结论，应更换不同规格的灯泡，或改变电源电压，进行多次实验，测出多组实验数据。‎ 12‎