内容正文:
做一件事不难,难在坚持;坚持一下不难,难在坚持到底. 人是不能太闲的,闲久了,努力一下就以为是拼命.
第16章 电压电阻 16.2 串、并联电路中电压的规律
【学习寄语】
电压就像藏在导线里的“隐形力量”。串联时它默默拆分,并联时它平等分享——解开这串并联的电压密码,你会发现电路世界藏着如此精妙的平衡与规律。动手试试,让电表成为你的“翻译官”,去倾听电压的悄悄话吧!
【学习情境】
在如今这个________汽车飞速发展的时代,新能源汽车越来越普及。你有没有想过,电动汽车的电池组是如何工作的呢?其实,电动汽车的电池组通常由多个电池单体串并联组成。比如串联的电池单体,总电压就等于各个单体电压________,这样就能满足汽车驱动系统对高电压的需求,让汽车动力更强劲;而________的电池组,各支路两端电压相等,能保证不同部分的用电设备稳定运行。学习串、并联电路中电压的规律,就像拿到了一把钥匙,帮你解锁电动汽车电池组的奥秘。
【学习链接】
1.水流从高处往低处流,是因为存在高度差。在电路里,电流从电源正极流向负极,是因为电路两端存在___________,它就像电路中的“高度差”,推动电荷定向移动形成________。
2.我们知道用电流表测电流时要串联在电路中。那用电压表测电压时,需将电压表________在被测电路两端,就像给被测部分电路“跨”上一个测量工具,这样才能准确测量其两端电压。
3.生活里一节干电池的电压大约是________V,而家庭电路的电压是________V。根据所学,串联电池组的总电压等于各节电池电压_______(填“之和”或“之差”),比如把两节干电池串联起来,总电压就是________V,这和串联电路电压特点紧密相关。
【学习目标】
1.能说出串联电路中总电压与各部分电路两端电压的关系,以及并联电路中各支路两端电压的关系。
2.会用电压表测量串、并联电路中各部分的电压,并能根据测量数据归纳出电压规律。
3.能运用串、并联电路的电压规律解决简单的电路问题(如计算未知电压值)。
【学习过程】
任务一:ID串联电路的电压规律
1. 我们知道,在只有一个小灯泡的电路中,小灯泡两端的电压与电源两端的电压是 的。在由两个或两个以上用电器组成的串联电路中,各用电器两端的电压与电源两端的电压有什么关系?
请作出猜想________________________________________________________________
2. 实验:探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的关系
实验思路:在图16.2-2中,电压UAB、UBC、UAC分别代表________、________、________两端的电压,分别测出图16.2-2中小灯泡____、____以及________两端的电压,分析这些电压之间的关系,就可以找出串联电路中电压的规律。
实验过程:⑴选用________规格的小灯泡L₁、L₂。⑵连接电路。⑶将电压表的两端分别连接A与B、B与C、A与C,测量电压UAB、UBC、UAC,并设计表格记录数据。⑷换用________规格的两个小灯泡,重做上述实验。
实验结论:分析你测得的数据,尝试用自己的语言描述串联电路的电压规律:_________________________________________________________________________________________
进一步的实验结果表明:在由____个小灯泡组成的串联电路中,电源两端的电压等于各小灯泡两端的电压________。这个结论也适用于由____个小灯泡组成的串联电路。
3. 想想做做——生活中常常把一节电池的负极和另一节电池的正极连在一起组成电池组。用这样的办法可以把两节、三节或更多节电池串联起来使用(图16.2-3)。分别测量每节电池两端的电压,然后测量这个电池组两端的电压。它们之间有什么关系.实验结果显示,____联电池组两端的电压________每节电池两端的电压之和。
任务二:ID并联电路的电压规律
4. 如果两个或两个以上的用电器并联,那么各支路用电器两端电压与电源两端电压的关系如何?这种关系与并联电路中电流的关系一样吗?与串联电路中电压的关系一样吗?请你作出猜想。
________________________________
5. 实验:探究并联电路中各支路用电器两端电压与电源两端电压的关系
实验思路:分别测出图16.2-4中小灯泡L₁、L₂以及电源两端的电压,就可以找出并联电路中各支路用电器两端电压与电源两端电压的关系。
实验过程:⑴选用________规格的小灯泡L₁、L₂连接电路。⑵测量L₁、L₂以及电源两端的电压,并设计表格记录数据。⑶换用不同规格的小灯泡,重做上述实验。
实验结论:分析实验数据,你得出了什么结论?________________________________________
进一步的实验结果表明:并联电路中两个支路上小灯泡两端的电压与电源两端的电压________。这一结论也适用于由____个小灯泡组成的并联电路。
任务三:ID拓展
6. 用电压表判断电路故障▉我们可以根据电压表的示数情况去分析电路故障:(1)当用电压表去测某段电路两端的电压时,若电压表____示数,则说明电压表中有电流通过,或者说电压表的两个接线柱到电源两极之间是________的,如果该电路中有断路,则断路处一定在电压表所____联的电路部分,此时电压表的示数________电源电压.(2)若电压表____示数,则说明电压表中没有电流通过,可能的原因是:①电压表的接线柱________不良:②被测电路____路:③被测电路以外有____路.我们可以利用以上方法去判断电路的故障所在.可见,在用电压表检测电路中哪一段出现断路时,需将电压表与各段电路并联,如果电压表____示数,则断路处一定在电压表所并联的电路部分:如果____示数,表明被测电路以____有断路.
7. 电压电流现律列表对比
物理量
项____目
电压
电流
符号
________
________
含义
使自由电荷发生________移动,是形
成________的原因
1s内通过导体横截面的________量
单位
________
________(A)
测量仪表
________表
________表
特点
串联电路
分压:________________________
等流:________________________
并联电路
等压:________________________
分流:________________________
【基础检测】
1.如图所示,闭合开关S,电源电压为3 V,L1两端的电压为1 V,那么图中电压表的示数为 ( )
A.1 V B.2 V C.3 V D.4 V
2.如图所示电路图中,电源电压为4.5 V,当开关S闭合时,电压表的示数为1.5 V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则 ( )
A.L2两端的电压为1.5 V B.L1两端的电压为3 V
C.通过L1与L2的电流之比为1∶2 D.当S断开后,电压表示数为4.5 V
3.如图所示,开关S闭合时,两个电压表的指针位置相同,则灯泡L1和L2两端的电压可能是 ( )
A.8 V,2 V B.10 V,2 V C.2 V,10 V D.2 V,8 V
4.如图所示的电路图中,闭合开关S,已知电源电压为6 V,L1两端的电压为2 V,则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为2 V B.电压表的示数为4 V
C.电压表的示数为6 V D.电压表的示数为10 V
5.如图所示电路,闭合开关S后,小灯泡L1、L2均发光,则下列说法中正确的是 ( )
A.灯L1和灯L2两端的电压一定相等 B.灯L1两端的电压与电源电压相等
C.通过两灯的电流相等 D.通过灯L2的电流小于通过电源的电流
6.将两个规格不同的小灯泡L1、L2并联接到电源上,发现灯泡L1比灯泡L2亮,用电压表分别测量灯泡L1、L2两端的电压U1、U2,会发现 ( )
A.U1>U2 B.U1=U2 C.U1<U2 D.无法判断
7.如图所示,在探究串联电路中的电压关系时,小华同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=2 V,Ubc=2 V,Uac=4 V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是 ( )
A.整理器材,结束实验 B.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
C.分析数据,得出结论 D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
8.如图所示,当开关闭合时,两只电压表的示数分别由b、c两图读得,则电灯L2两端的电压是 ( )
A.15 V B.12.5 V C.10 V D.2.5 V
9.将两节相同的新干电池串联在一起可以得到_________V电压;给手机充电,是将电能转化为________能储存起来;大桥上的路灯可以同时亮起、同时熄灭,路灯之间是__________(选填“串联”或“并联”)的.
10.有一种彩色灯泡上标注着电压是36 V,要把这种灯泡接在220 V的电路中,至少要串联__________个这种灯泡,这时这些灯泡__________(选填“能”或“不能”)正常发光.
11.如图所示,电源电压恒定,A端接电压表的__________(选填“正”或“负”)接线柱.当开关S1闭合,S2断开时,电压表的示数为3 V;当S1断开,S2闭合时,电压表的示数为4.5 V,则灯L1两端的电压为__________V,灯L2两端电压为__________V.
第11题图 第12题图 第13题图
12.如图所示,开关S接a时,电压表示数为9 V,开关S接b时,电压表示数为4 V.则电源电压为__________V,电灯L1两端电压为__________V,电灯L2两端电压为__________V.
13.如图所示,电源电压为6 V恒定不变,求:(1)当S闭合时,L1两端的电压;(2)当S断开,电压表的示数为4 V时,L2两端的电压.
【能力提升】
1.在如图所示的电路中,电源电压不变,当开关断开时,的示数为,的示数为;当开关闭合时,的示数为,的示数为。则下列说法正确的是 ( )
A. 电源的电压为
B. 当开关闭合时,与串联,两端的电压为
C. 开关断开时,、、两端的电压各为、、
D. 当开关闭合时,只将电压表换成电流表,电压表的示数为
2.两只小灯泡和连接在同一电路中.以下哪个特点可以确认两灯是并联的( )
A. 两灯亮度不相同 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
3.某同学将两节新干电池接在如图所示的电路中,并用电压表测开关的电压。当开关断开时,电压表示数约为____;当开关闭合时,电压表示数约为____。
4.在“探究串联电路的电压关系”的实验中,小聪和小明一起设计了如图甲所示的实验电路图。
为了使探究得出的结论具有普遍意义,灯、应该选择规格__________选填“相同”或“不同”的小灯泡;
小聪把电压表接在、之间,闭合开关,电压表示数如图乙所示。为了使实验结果更准确,接下来小聪应该:断开开关,________________;
他们继续进行实验,得到的三组数据如表所示:
实验小组
两端电压
两端电压
串联总电压
小明觉得实验数据中有一组不合理,小聪却认为三组数据都是合理的。你认为__________选填“小聪”或“小明”的观点是正确的;
为了优化实验过程,小明设计了如图丙所示的电路。他的思路是:只闭合开关和,电压表测的电压;只闭合开关和,电压表就可以测的电压。你是否赞同该设计方案?并说出你的理_________________。
5.如图,小亮同学对串联电路电压规律进行了探究:
实验次数
根据图甲的电路图,利用笔画线在图乙中将实物图补充完整,导线不能交叉____________;
连接电路时,开关必须处于_______选填“闭合”或“断开”状态。小亮还没把电压表接入电路,就发现电压表的指针偏转如图丙所示,其原因是______________;
改正错误后,测出、、间的电压并记录在下面表格中。小亮通过数据得出结论:间的电压等于间的电压。为了验证该结论是否正确,接下来应进行的操作是__________;
某次实验中,灯泡突然烧断了,则灯泡_______选填“发光”或“不发光”,电压表_______选填“有”或“没有”示数。
参考答案
基础检测
1.B。2.D。3.A。4A。5.C。6.B。7.B。8.C。
9. 3 化学 并联 10. 7 不能 11. 正 3 1.5 12. 9 5 4
13. (1)6 V (2)2 V
能力提升1. 2. 3.; 4.不同 换接电压表小量程 小聪
只闭合开关和,电压表测的电压,若此时电压表连接正确,只闭合开关和时,电压表的正负接线柱就接反了,无法测得的电压,所以不赞同该设计方案。
5.
断开 见解析 不发光 有
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