串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律 人教版九年級(jí)物理 知識(shí)精細(xì)梳理與培優(yōu)拓展提升

串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過實(shí)驗(yàn)探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律，認(rèn)識(shí)串聯(lián)電路電壓規(guī)律；2.提高連接電路的能力，分析實(shí)驗(yàn)，掌握規(guī)律，并能運(yùn)用規(guī)律解決問題；3.通過實(shí)驗(yàn)探究并聯(lián)電路中的電壓規(guī)律，認(rèn)識(shí)并聯(lián)電路電壓規(guī)律；4.進(jìn)一步提高對(duì)電壓表使用與電壓測(cè)量的理解?！局R(shí)導(dǎo)圖】【基礎(chǔ)知識(shí)】知識(shí)點(diǎn)一、串聯(lián)電路的電壓規(guī)律1.實(shí)驗(yàn)-探究串聯(lián)電路中用電器兩端電壓與電源兩端電壓的規(guī)律提出問題兩個(gè)或兩個(gè)以上用電器組成的串聯(lián)電路中，各用電器兩端電壓與電源兩端電壓有什么關(guān)系猜想與假設(shè)（1）與串聯(lián)電路電流關(guān)系一樣，處處相等；（2）各用電器兩端電壓之和可能等于電源兩端的電壓；（3）各用電器兩端的電壓可能與電源兩端的電壓相等設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分別按甲、乙、丙所示電路圖連接實(shí)物電路，其中兩燈泡規(guī)格相同，測(cè)出A、B間的電壓UAB，B、C間的電壓UBC，A、C間的電壓UAC，并分析三者間有何關(guān)系；換用不同規(guī)格的小燈泡重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察上述關(guān)系是否仍然成立。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)（1）調(diào)節(jié)電壓表指針歸零；（2）按照電路圖連接好實(shí)物電路，并檢查電路是否連接無誤；（3）分別將電壓表接在A和B、B和C、A和C兩點(diǎn)，將測(cè)得的電壓記錄在數(shù)據(jù)表格中；（4）換用不同規(guī)格的小燈泡，重復(fù)上述步驟實(shí)驗(yàn)次數(shù)A、B間電壓U1/VB、C間電壓U2/VA、C間電壓U/V11.51.53.021.81.23.032.10.93.0……歸納總結(jié)（1）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：U=U1+U2；當(dāng)兩個(gè)燈泡規(guī)格相同時(shí)，U1=U2；當(dāng)兩個(gè)燈泡規(guī)格不同時(shí)，U1≠U2；（2）結(jié)論：串聯(lián)電路中，電源兩端電壓等于各個(gè)用電器兩端電壓之和，即U=U1+U22.注意事項(xiàng)（1）連接實(shí)物電路圖，可對(duì)照電路圖按一定的順序（從電源的“+”極到“-”極或從電源“-”極到“+”極），逐個(gè)順次連接；（2）在連接實(shí)物電路過程中，開關(guān)要處于斷開狀態(tài)，防止電路出現(xiàn)短路而燒壞電源；（3）電壓表要并聯(lián)在被測(cè)電路兩端，同時(shí)要注意讓電流從“+”接線柱流入，從“-”接線柱流出，并采用試觸法選擇合適的量程；（4）閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，要檢查電路的正確性，確定沒有錯(cuò)誤后，方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（5）實(shí)驗(yàn)中，每次讀數(shù)后，應(yīng)及時(shí)斷開開關(guān)，以節(jié)約用電；（6）記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，要如實(shí)記錄，不能隨意改動(dòng)數(shù)據(jù)，更不能“湊數(shù)”?！镜淅?】“探究串聯(lián)電路的電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。（1）為了使探究得出的結(jié)論具有普遍意義，L1、L2應(yīng)該選擇（選填“相同”或“不相同”）的小燈泡。（2）小明根據(jù)圖1連接好電路，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)如圖2所示，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，接下來他應(yīng)該。（3）測(cè)出L1兩端的電壓后，小明斷開開關(guān)，準(zhǔn)備拆下電壓表，改裝在B、C之間。小聰認(rèn)為小明的操作太麻煩，只需將與A點(diǎn)相連的導(dǎo)線改接到C點(diǎn)即可．小聰?shù)霓k法是否正確？答：。（4）測(cè)量完成后，進(jìn)行小組交流討論，如表選錄了四個(gè)小組的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為這些數(shù)據(jù)是否合理，請(qǐng)說明理由。答：。

實(shí)驗(yàn)小組

L1兩端電壓/V

L2兩端電壓/V

串聯(lián)總電壓/V

1

1.4

3.1

4.5

2

3.0

1.3

4.4

3

1.1

1.7

2.9

4

1.8

1.2

3.0知識(shí)點(diǎn)二、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律基本實(shí)驗(yàn)探究并聯(lián)電路各支路用電器兩端電壓與電源兩端電壓的關(guān)系提出問題兩個(gè)或兩個(gè)以上用電器并聯(lián)，那么各支路用電器兩端電壓與電源電壓關(guān)系如何猜想與假設(shè)（1）各支路用電器兩端電壓可能都相等，且等于電源電壓；（2）各支路用電器兩端電壓不相等，它們的和等于電源電壓設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（1）如圖所示，選用兩個(gè)規(guī)格相同的小燈泡并聯(lián)在電路中，分別將電壓表并聯(lián)在A和B、C和D、E和F兩點(diǎn)，測(cè)出相應(yīng)的電壓值（所用電壓為兩節(jié)串聯(lián)的干電池），將數(shù)據(jù)填入表中。（2）換上兩個(gè)規(guī)格不同的燈泡，所用電源仍為兩節(jié)串聯(lián)的干電池，重復(fù)上述步驟；（3）分別選用兩個(gè)規(guī)格相同和規(guī)格不同的小燈泡，所用電壓為三節(jié)干電池，重復(fù)上述步驟。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)A、B之間的的電壓U1/VC、之間的電壓U2/VE、F之間的電壓U/V1333233334.54.54.544.54.54.5……分析論證分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，燈泡并聯(lián)在電路中時(shí)，各燈泡兩端電壓相等，且等于電源電壓，即U=U1=U2。該結(jié)論可表述為：并聯(lián)電路中，各支路兩端電壓相等。特別提醒在同一電路中，并聯(lián)的用電器兩端電壓相等。但兩端電壓相等的用電器不一定是并聯(lián)關(guān)系，也可能是規(guī)格相同的用電器串聯(lián)。辨析比較串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流串聯(lián)電路中，電流處處相同：I=I1=I2=…并聯(lián)電路中，干路電流等于各支路電流之和：I=I1+I2+…電壓串聯(lián)電路中各用電器兩端電壓之和等于電源兩端的電壓：U=U1+U2+…并聯(lián)電路中各支路用電器兩端電壓與電源兩端電壓相等：U=U1=U2=…【典例】小明和小亮探究“并聯(lián)電路電壓的關(guān)系”，小明先按圖甲所示電路圖連成圖乙的實(shí)物圖。（電壓表尚未連接）（1）小亮一眼就看出了小明連接的錯(cuò)誤，并指出如果直接閉合開關(guān)將出現(xiàn)__________（選填“開路”或“短路”，）現(xiàn)象，小燈泡L1、L2都不會(huì)亮，還可能造成變阻器或__________損壞。（2）小亮只更改跟L1、L2的四個(gè)接線柱A、B、C、D相連的某根導(dǎo)線的一端，就使電路連接正確了．他的做法可能是__________（指出一種即可）。（3）接下來，他們按圖丙所示電路圖連接了三個(gè)電壓表．實(shí)驗(yàn)過程中，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表V1的示數(shù)如圖丁所示，則電壓表V的示數(shù)是__________V。（4）他們?cè)陔娐分写?lián)滑動(dòng)變阻器的作用是_______，閉合開關(guān)前，變阻器的滑片P應(yīng)置于________（填“左”或“右”）端?！痉椒◣汀款}型一：實(shí)驗(yàn)探究串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律【角度1】探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律【典例】學(xué)校物理小組的同學(xué)分組進(jìn)行“探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：（一）第一組進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)（1）如圖1所示，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該處斷開狀態(tài)，為了讓實(shí)驗(yàn)結(jié)論可靠，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇規(guī)格________（選填“相同”或“不同”）的小燈泡；（2）排除故障后第一組的小田分別測(cè)出AB、BC、AC間的電壓并記錄在表格中，發(fā)現(xiàn)：串聯(lián)電路總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。由下表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：小田同學(xué)主要通過________方式來多次實(shí)驗(yàn)；UAB/VUAB/VUAB/V11.02.03.021.53.04.532.04.06.0A．更換不同規(guī)格的小燈泡B．更換不同的電源C．同時(shí)更換了電源和小燈泡同組的小名同學(xué)在電路中串聯(lián)了________也實(shí)現(xiàn)了多次實(shí)驗(yàn)的目的；（二）第二小組也完成了“探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，但是他們得到“電源兩端電壓大于各用電器兩端電壓之和”的結(jié)論，物理老師引導(dǎo)第二組的同學(xué)們用如圖2甲所示的電路繼續(xù)進(jìn)行了深人探究，他們的步驟如下：（3）測(cè)量電源及燈泡兩端電壓。電壓表接在CD兩點(diǎn)，是為了測(cè)量燈泡________的電壓：閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)（如圖2乙所示）是________V；（4）用精密的電壓表測(cè)量電路中導(dǎo)線的電壓。測(cè)出導(dǎo)線BC間的電壓大約為0.05V，由此得知導(dǎo)線分壓可能是造成結(jié)論與猜想不符的原因。完成以上步驟后，他們覺得有必要側(cè)量開關(guān)兩端的電壓，他們這么認(rèn)為的理由是________。【角度2】探究并聯(lián)電路的電壓規(guī)律【典例】小徐和小靜探究“并聯(lián)電路電壓的關(guān)系”時(shí)，小徐先按圖甲所示電路圖連接圖乙所示的實(shí)物圖（電壓表尚未連接）。(1)小靜一眼就看出了小徐連接的錯(cuò)誤，并指出如果直接閉合開關(guān)將出現(xiàn)_______________（選填斷路”或“短路”）現(xiàn)象，小燈泡L1、L2都不會(huì)亮，還可能造成滑動(dòng)變阻器或_______________損壞。(2)小靜只更改跟L1、L2的四個(gè)接線柱A、B、C、D相連的某根導(dǎo)線的一端，就使電路連接正確了。她的做法可能是_________（寫出一種即可）。(3)接下來，他們按圖丙所示電路圖連接了三個(gè)電壓表。實(shí)驗(yàn)過程中，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表V1的示數(shù)如圖所示，則電壓表V的示數(shù)是________V。(4)在電路中串聯(lián)滑動(dòng)變阻器的作用是_______________，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于______端（選填“左”或“右”），該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是_______________。題型二：串、并聯(lián)電路電壓規(guī)律的應(yīng)用【角度1】串聯(lián)電路電壓規(guī)律的應(yīng)用解題通法：（1）結(jié)合開關(guān)的通斷，分析電路的串、并聯(lián)情況，畫出等效電路圖；（2）判斷電壓表和哪部分電路并聯(lián)；（3）根據(jù)串、并聯(lián)電路電壓規(guī)律求解。【典例】如圖甲所示的電路中，當(dāng)閉合開關(guān)S后，兩個(gè)電壓表指針偏轉(zhuǎn)均如圖乙所示，則燈L1和L2兩端的電壓分別為（）。A．1.2V4.8V B．4.8V1.2V C．1.2V6V D．6V1.2V【角度2】并聯(lián)電路電壓規(guī)律的應(yīng)用【典例】關(guān)于如圖所示的電路，忽略導(dǎo)線的電阻，在S1，S2都閉合后，下列說法正確的是（）。A．L1與L2的亮度一定不同 B．L1與L2兩端的電壓一定不相等C．若L1被短路，則L2一定不亮 D．通過L1與L2的電流一定相等【中考幫】考點(diǎn)一：探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律【典例】（2020·揚(yáng)州）在“探究串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中：某實(shí)驗(yàn)小組分別測(cè)量了串聯(lián)電路兩端的總電壓U和燈泡L1、L2兩端的電壓U1、U2數(shù)據(jù)如表：U/VU1/VU2/V2.61.31.3（1）該小組由此得出串聯(lián)電路的總電壓與各部分電壓的關(guān)系是（用題中物理量符號(hào)表示）。（2）實(shí)驗(yàn)過程中，若L1燈絲斷了，觀察到電壓表V1示數(shù)為，電壓表V2示數(shù)為。（3）該實(shí)驗(yàn)還有待改進(jìn)，請(qǐng)寫出其中一點(diǎn)：?？键c(diǎn)二：串、并聯(lián)電路電壓規(guī)律的應(yīng)用【典例】（2021·廣西賀州市）如圖甲所示的電路中，兩端的電壓為，兩端的電壓如圖乙所示，則兩端的電壓________V，電源電壓_________V?！咀鳂I(yè)幫】一、基礎(chǔ)練（知識(shí)鞏固）1.兩個(gè)小燈泡連接在電路中，無法觀察到它們是串聯(lián)還是并聯(lián)。閉合開關(guān)時(shí)，兩燈都正常發(fā)光。以下判斷正確的是（）。A．若燈兩端電壓都相等，則兩燈肯定是并聯(lián)；B．若流過燈的電流相等，則兩燈肯定是串聯(lián)；C．若取下一根導(dǎo)線兩燈都不亮，則原來兩燈肯定是串聯(lián)；D．若取下一燈，另一燈不亮，則原來兩燈肯定是串聯(lián)2.按如圖所示連接好電路，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡L1和L2均不發(fā)光，電流表無示數(shù)。現(xiàn)用電壓表檢測(cè)電路故障，用電壓表分別測(cè)得bc、de、af間的電壓為0V、3V、3V，由此可以判斷電路故障可能是（）。A．L1短路 B．L2短路 C．L1斷路 D．L2斷路3．如圖所示電路，開關(guān)閉合后由于電路中有一處發(fā)生故障，導(dǎo)致電壓表示數(shù)變?yōu)榱?，則關(guān)于電路故障，以下判斷正確的是（）。A．一定是燈泡L1斷路 B．一定是燈泡L2斷路C．可能是燈泡L1短路 D．可能是燈泡L2短路4.如圖甲所示的電路中，兩端的電壓為，兩端的電壓如圖乙所示，則兩端的電壓________V，電源電壓_________V。5.如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，已知電壓表的示數(shù)為2.4V，且燈泡L1和L2兩端的電壓之比為3：2，則電源電壓為______。6.某興趣小組同學(xué)按圖甲電路做測(cè)量電壓的實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)，兩只電壓表指針均指在圖乙所示的位置，則電源電壓為______V，L1的電壓為______V，L2的電壓為______V。二、綜合練（能力提升）7.如圖所示的電路，只閉合S1時(shí)電壓表的示數(shù)為U1；只閉合S2時(shí)電壓表的示數(shù)為U2；若S1、S2同時(shí)閉合，電壓表示數(shù)為U3。關(guān)于三個(gè)電壓值的大小關(guān)系正確的是（

）。A． B．C． D．8.如圖所示的電路，閉合開關(guān)，兩只燈泡都不發(fā)光，電流表沒有示數(shù)，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)。則下列判斷正確的是（）。A．燈泡L1的燈絲斷了 B．電流表內(nèi)部出現(xiàn)斷路C．燈泡L2的燈絲斷了 D．電源接線處接觸不良9.如圖甲所示，僅閉合開關(guān)S1，電壓表示數(shù)如圖乙；閉合S1、S2，兩電流表的指針均如圖丙所示。當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，通過L1的電流為______A，燈L1兩端的電壓為______V；當(dāng)僅閉合S1時(shí)，電流表A1的示數(shù)為______A。10.如圖甲所示的電路，L1和L2_____（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）在電路中，閉合開關(guān)后兩燈都能發(fā)光，并且兩塊電壓表的指針?biāo)傅奈恢枚既鐖D乙所示，則L1兩端的電壓是_____V，L2兩端的電壓是_____V。三、培優(yōu)練（挑戰(zhàn)自我）11.如圖所示，兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了用一個(gè)單刀雙擲開關(guān)，一只電壓表，在不改變電路連接的前提下，能測(cè)出燈L1和L2兩端電壓的電路圖。請(qǐng)你判斷，設(shè)計(jì)的電路圖中______（填“甲”或“乙”）圖是正確的。他們選擇正確的電路圖進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)開關(guān)撥至1時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V；當(dāng)開關(guān)撥至2時(shí)，電壓表的示數(shù)為5V。則燈L1兩端電壓為______V，燈L2兩端電壓為______V。12.在“探究串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)“活動(dòng)中．（1）如圖所