内容正文:
实验14 探究串联电路和并联电路中电压的特点
知识点一、串联电路的电压规律
1.实验-探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的规律
提出问题
两个或两个以上用电器组成的串联电路中,各用电器两端电压与电源两端电压有什么关系
猜想与假设
(1)与串联电路电流关系一样,处处相等;
(2)各用电器两端电压之和可能等于电源两端的电压;
(3)各用电器两端的电压可能与电源两端的电压相等
设计实验
分别按甲、乙、丙所示电路图连接实物电路,其中两灯泡规格相同,测出A、B间的电压UAB,B、C间的电压UBC,A、C间的电压UAC,并分析三者间有何关系;换用不同规格的小灯泡重复实验,观察上述关系是否仍然成立。
进行实验与收集证据
(1)调节电压表指针归零;
(2)按照电路图连接好实物电路,并检查电路是否连接无误;
(3)分别将电压表接在A和B、B和C、A和C两点,将测得的电压记录在数据表格中;
(4)换用不同规格的小灯泡,重复上述步骤
实验次数
A、B间电压U1/V
B、C间电压U2/V
A、C间电压U/V
1
1.5
1.5
3.0
2
1.8
1.2
3.0
3
2.1
0.9
3.0
……
归纳总结
(1)由实验数据可得:U=U1+U2;当两个灯泡规格相同时,U1=U2;当两个灯泡规格不同时,U1≠U2;
(2)结论:串联电路中,电源两端电压等于各个用电器两端电压之和,即U=U1+U2
2.注意事项
(1)连接实物电路图,可对照电路图按一定的顺序(从电源的“+”极到“-”极或从电源“-”极到“+”极),逐个顺次连接;
(2)在连接实物电路过程中,开关要处于断开状态,防止电路出现短路而烧坏电源;
(3)电压表要并联在被测电路两端,同时要注意让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,并采用试触法选择合适的量程;
(4)闭合开关进行实验之前,要检查电路的正确性,确定没有错误后,方可进行实验;
(5)实验中,每次读数后,应及时断开开关,以节约用电;
(6)记录实验数据时,要如实记录,不能随意改动数据,更不能“凑数”。
知识点二、并联电路的电压规律
基本实验
探究并联电路各支路用电器两端电压与电源两端电压的关系
提出问题
两个或两个以上用电器并联,那么各支路用电器两端电压与电源电压关系如何
猜想与假设
(1)各支路用电器两端电压可能都相等,且等于电源电压;
(2)各支路用电器两端电压不相等,它们的和等于电源电压
设计并进行实验
(1)如图所示,选用两个规格相同的小灯泡并联在电路中,分别将电压表并联在A和B、C和D、E和F两点,测出相应的电压值(所用电压为两节串联的干电池),将数据填入表中。
(2)换上两个规格不同的灯泡,所用电源仍为两节串联的干电池,重复上述步骤;
(3)分别选用两个规格相同和规格不同的小灯泡,所用电压为三节干电池,重复上述步骤。
实验数据
实验次数
A、B之间的的电压U1/V
C、之间的电压U2/V
E、F之间的电压U/V
1
3
3
3
2
3
3
3
3
4.5
4.5
4.5
4
4.5
4.5
4.5
……
分析论证
分析实验数据可知,灯泡并联在电路中时,各灯泡两端电压相等,且等于电源电压,即U=U1=U2。该结论可表述为:并联电路中,各支路两端电压相等。
1.(2023•雅安)小雅和同学进行“探究串联电路电压规律”的实验。所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表V1和V2(量程均为0~3V和0~15V),导线若干。
(1)他们按图甲所示的电路图连接电路,用一只电压表分别测AB、BC、AC间的电压。每次拆接电压表时,开关应处于 状态。
(2)为测量L1两端电压,请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(3)具有创新精神的小雅决定改进实验。她按照图丙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表 (选填“V1”或“V2”)的量程选大了,此时电压表V1和V2的示数分别为 V和 V。
(4)解决问题后,小雅同学测出了AB间和AC间的电压,为了测量BC间的电压,断开开关,接下来可以 。
A.保持B接线不动,将电压表V1连线由A改接到C
B.保持C接线不动,将电压表V2连线由A改接到B
(5)为了得到更普遍的规律,下列操作最合理的是 。
A.将灯泡L1和L2互换位置进行多次测量
B.换用不同规格的灯泡进行多次测量
(6)分析AB、BC、AC间的电压关系,得出结论:在串联电路中,各部分电路电压之和等于总电压。