13.6 串联、并联电路中电压的特点(高效培优·讲义)物理新教材沪粤版九年级上册
2026-09-07
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精品
摘要:
本讲义聚焦初中物理“串联、并联电路中电压的特点”核心知识点,系统梳理串联电路总电压等于各部分电压之和(U=U1+U2)、并联电路各支路电压相等且等于电源电压(U=U1=U2)的规律,通过实验探究、规律应用、故障分析等学习支架,衔接电路连接知识,为复杂电路分析奠定基础。
该资料以科学探究为主线,设计完整实验流程,强调更换不同规格灯泡多次实验以消除偶然性,培养科学思维;通过表格对比串并联规律,结合电压表接线失误分析等实例,深化物理观念。课中辅助教师系统授课,课后真题及三阶练习助力学生巩固知识,查漏补缺。
内容正文:
13.6 串联、并联电路中电压的特点
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点 01 探究串联电路的电压规律
考点 02 探究并联电路的电压规律
考点 03 探究实验常见操作失误与故障
03 避坑指南·解题通法
角度01 串并联电路电压规律应用
角度 02 实验操作及误差分析
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1. 亲历探究串联电路电压规律实验,识记串联总电压与各部分电压的关系、对应公式。
2. 亲历探究并联电路电压规律实验,识记并联各支路电压关系、对应公式。
3. 能够运用串、并联电压规律完成电路电压判断与简单定量计算。
4. 识别实验操作错误,分析电压表接线失误现象,会评价、优化实验探究方案。
1. 遵循科学探究完整流程;必须选用不同规格小灯泡多次实验,消除实验偶然性,获取普遍规律。
2. 采用表格对比方式区分串联分压、并联等压两大规律,厘清二者核心差异。
3. 解题第一步先判定电路连接方式,匹配对应电压公式;圈画题干总电压、分电压关键条件再演算。
4. 牢记接线操作规范:连接电路开关断开;注意电压表正负接线柱 “正进负出”;可采用多表同步测量优化实验流程。
考点01 探究串联电路的电压规律
【实验目的】探究串联电路总电压与各用电器两端电压的关系。
【实验器材】电源、开关、电压表、多个规格不同小灯泡、导线。
【实验步骤】
1. 连接电路时,开关保持断开;
2. 依次测出两端电压、两端电压、电源总电压U;
3. 更换不同规格小灯泡,重复多组实验。
【实验结论】串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
公式:
【深化点拨】
只有规格完全相同的灯泡串联,分得电压才相等;灯泡规格不同,各部分电压不相等;多次实验目的:避免偶然性,得到普遍规律。
1.如图电路中,闭合开关后电压表 V1的示数为 2.5V,V2的示数为 4.5V,则电路的电源电压为 V, 灯 L2两端电压为 V。
【答案】7;4.5
【解析】电路中L1、L2串联。V1测L1两端电压:U1=4.5V,V2测L2两端电压:U2=2.5V,电压表V测电源总电压。
串联总电压等于各用电器电压之和:U=U1+U2=4.5V+2.5V=7V;
V2直接测L2,示数为4.5V。
2.小红计划制作一串由多个LED小灯组成的彩灯。购买材料时发现每个LED小灯上都有“3V”的标识。现将这串彩灯接入家庭电路使用,要求所有LED小灯能够发光且保证电路安全,至少需要 个LED小灯 联组成。
【答案】74;串
【解析】要保证所有LED小灯能够发光且保证电路安全,每个灯两端电压不得超过3V,已知家庭电路电压为220V,由串联电路总电压等于各部分电压之和可知,需要串联LED小灯的个数为n,则由,解得,则至少需要74个LED小灯串联。
3.探究串联电路中电压的规律。
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯 断路,则 两端 (选填“有”或“无”)电压。
(3)用电压表分别测出电压 和 。其中测 时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表。
实验次序
电压
电压
电压
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 ;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 。
【答案】(1)
(2)断开;无(3)1.2;之和;更换电压不同的电源多次实验
【解析】(1)根据如图甲所示的电路图,两灯泡串联,电压表测L1的电压,连接完整电路如下图:
(2)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态;正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端无电压;
(3) 其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.2V;
①分析表中数据可得,第一次实验中1.2V+1.7V=2.9V;
第二次实验中1.3V+1.6V=2.9V;
第三次实验中1.1V+1.8V=2.9V;
即AC两端电压UAC等于AB两端电压UAB与BC两端电压UBC之和,即串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验;此外,还可以更换电压不同的电源进行多次实验,避免偶然性。
考点02 探究并联电路的电压规律
【实验目的】探究并联电路各支路两端电压与电源电压的关系。
【实验器材】电源、开关、电压表、多个规格不同小灯泡、导线。
【实验步骤】
1. 连接电路时开关断开;
2. 分别测出两条支路灯泡两端电压、电源电压;
3. 更换不同规格小灯泡,多次实验。
【实验结论】并联电路各支路两端电压相等,且等于电源电压。
公式:
【深化点拨】
无论并联支路数量多少,各支路电压均等于电源电压;支路用电器规格不同,电压依旧相等。电路
电压规律
公式
核心特点
串联电路
总电压等于各部分电压之和
U=U1+U2
分压
并联电路
各支路电压相等,等于电源电压
U=U=U1=U2
等压
1.(2019九上·茂名月考)如图所示的电路。开关闭合后,两灯发光。以下说法正确的是( )
A.电压表V的示数一定等于V1的示数
B.电压表V的示数一定大于V1的示数
C.电流表A的示数一定等于A1的示数
D.电流表A的示数一定等于A1的示数的2倍
【答案】A
【解析】根据电路图,是并联电路,电压表V1和V测量电源电压,所以示数一定相等,A符合题意,B不符合题意;电流表A测量干路电流,A1测量支路电流,则A的示数大于A1的示数,CD不符合题意。
故答案为:A.
2.两灯并联后接入电压为8V的电源上,则用电压表测L1两端电压时,量程应选用( )
A.“3和15” B.“3和﹣” C.“15和﹣” D.以上均不对
【答案】C
【解析】 两灯泡并联接在8V电源上,灯L1两端的电压为8V,测L1两端的电压,电压表应选择0~15V量程;
故选:C。
3.在“探究并联电路中的电压关系”实验中:
(1)小东按图甲连接好电路后,闭合开关,发现电压表示数如图乙所示,于是他换用小量程后重做实验,是为了 。
(2)重新开始实验,闭合开关,L1不亮 L2亮,小东用手轻按一下 L1,两灯都亮,松开手仍然是 L1不亮 L2亮,则故障可能是: 。
(3)此实验需选用不同规格的小灯泡做实验以及改变两个小灯泡的规格再做实验,其目的与下面的 ____ 中多次实验的目的相同。
A.用伏安法测电阻 B.用刻度尺测量长度
C.探究电流与电阻的关系 D.测量物体运动的速度
【答案】(1)减小读数误差(2)L1 接触不良(3)C
【解析】(1)图中,灯泡并联,电压表指针的偏转角度太小,测量误差过大,为了使实验结果更准确,应该断开开关,将电压表换为小量程,重新做实验;
(2)开关闭合,灯L1亮,灯L2不亮,说明灯L2所在支路为通路;因两灯并联,灯泡L1不亮,不可能发生短路,只能是灯L2断路;
(3)该小组进行多次实验,使结论具有普遍性
A.用伏安法测电阻,进行多次实验的目的是求平均值减小误差,故A不符合题意;
B.用刻度尺测量长度,进行多次实验的目的是求平均值减小误差,故B不符合题意;
C.探究电流与电阻的关系实验中进行多次实验的目的是使结论具有普遍性,故C符合题意;
D.在“测量物体运动的速度”时,进行多次实验的目的是求平均值减小误差,故D不符合题意。
故选:C.
考点03 探究实验常见操作失误与故障
1. 改接电压表时,B 接线柱不动,直接把 A 接线柱换到另一端
→正负接线柱接反,指针反向偏转,无法读数。
2. 灯泡一灯亮、一灯不亮,电压表示数为零
被测灯泡发生短路。
3. 多次只用同种规格灯泡做实验:
实验结论具有特殊性,不具备普遍意义。
1. 小林在进行“探究串联电路电压特点”的实验,用到的器材有:两只灯泡、两节新干电池(串联)、电压表、开关、导线等。设计电路图如图甲所示,请你回答下列问题:
次数
1
1.5
1.0
2.0
2
1.0
1.5
3.0
3
2.0
2.0
4.0
(1)小林按电路图连接好实物电路后闭合开关,发现两只灯泡都不发光,随即轻轻敲击灯泡L1,发现两灯泡依然不发光;再敲击灯泡L2,两灯均闪亮后又熄灭。根据这一现象请你说出电路中出现故障的原因: 。
(2)排除故障后继续实验。测出图甲中A、B间电压为1.5V,B、C间电压如图乙所示,为 V。根据实验数据得出的结论是:串联电路中,总电压大于各导体两端电压之和。你认为出现实验中情况的原因是 。
(3)更换电源、灯泡和更粗的导线后,重新进行实验,实验数据记录如上表所示,小林得出结论:串联电路中,各部分电路两端的电压相等。这个结论是否可信? ,接下来应该进行的操作是: 。
(4)实验结束整理器材,拆除电路时首先需要 。
【答案】(1)L2断路
(2)1.3;导线和接触点有电阻,分走一部分电压,实验中没有测量这部分电压
(3)不可信;换不同规格的灯泡进行多次实验
(4)断开开关
【解析】(1)两个灯泡串联,敲击灯泡L2,两灯均闪亮后又熄灭,说明L2接触不良,即发生断路;
(2)电压表量程为0-3V,电压表示数为1.3V,在连接电路时,导线和接触点有电阻,分走一部分电压,所以导致总电压大于各导体两端电压之和。
(3)该实验结论不可信;在实验中,用的灯泡规格相同,需要中需要换不同规格的灯泡进行多次实验,在得出结论。
(4)拆除电路时首先需要断开开关,避免损毁用电器。
角度01 串并联电路电压规律应用
1. 先判断电路是串联还是并联;串联用分压;并联用等压。
2. 易错点:串联只有灯泡规格相同时分压才相等;并联无论灯泡规格,支路电压一定相等。
1.定值电阻R1和R2并联在如图甲所示的电路中,电流表的示数为0.5A,通过R1的电流为 0.3 A,则通过 R2的电流为 A;再将 R1和R2串联在如图乙所示的电路中,电源电压为5 V,电压表的示数为3 V,则R1两端的电压为 V。
【答案】0.2;2
【解析】图甲当中,R1与R2两个电阻处于并联状态,电流表测量干路当中的总电流。 根据并联电路电流规律:干路电流等于各支路电流之和,可得通过R2的电流: I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A。
图乙当中,R1、R2串联在一起,电压表并联在R2两端,测量R2的电压,即U2=3V。 由串联电路电压规律:电源总电压等于各个用电器两端电压之和。 所以R1两端的电压: U1=U-U2=5V-3V=2V。
故答案为:0.2;2。
2.如图甲、乙两电路,已知甲图 V1的读数是 3V,V2的读数是 V;若乙图 V1的读数是 4V,V2的读数是 5V,则 V 的读数是 V。
【答案】3;9
【解析】电路判断:甲图L1、L2并联。电压表测量:V1测L1电压,V2测L2电压,V测电源电压。并联电路电压规律:各支路两端电压相等,都等于电源电压。已知V1=3V,因此V2=3V。
电路判断:乙图L1、L2串联。电压表测量:V1测L1电压,V2测L2电压,V测电源总电压。串联电路电压规律:总电压等于各用电器电压之和。U=U1+U2=4V+5V=9V。
角度02 实验操作及误差分析
实验操作
· 连接电路开关必须断开;
· 必须更换不同规格灯泡多次实验;目的:避免偶然性,得到普遍物理规律;
· 实验不足:反复拆卸电压表操作繁琐;改进:多个电压表同时测量各个位置电压。
电压表接线失误现象分析
· 指针反向偏转:正负接线柱接反,断开开关调换导线;
· 示数接近电源电压:被测部分断路;
· 示数为零:被测部分短路或者外部存在断路。
小东在进行探究“串、并联电路中电压的规律”的实验。
实验一:探究串联电路中电压的规律
次数
1
1.5
1.5
3.0
2
1.4
1.6
3.0
3
1.2
1.8
3.0
次数
1
1.5
1.5
3.0
2
1.4
1.6
3.0
3
1.2
1.8
3.0
(1)请你按照图甲用笔画线代替导线连接图乙所示的实验电路。要求电压表测量灯 两端的电压。
(2)连接好电路后,闭合开关S,一段时间后 突然熄灭, 仍然发光,电压表无示数,原因可能是 。
(3)排除故障后,小东进行第1次实验,根据实验数据小东得到结论;串联电路中,各用电器两端的电压相等。其他同学认为这个观点是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是小东选择了 规格的灯泡。
(4)改进实验后,小东更换 (选填“相同”或“不同”)规格的灯泡继续进行第2、3次实验,分析图丙的实验数据,可得到串联电路的电压特点是:串联电路总电压 。进行多次实验的目的是 ;除了更换灯泡外,还可以通过 完成多次实验。
(5)老师指出,可以将其中一个灯泡换成滑动变阻器进行实验,这样做的优点是 。
(6)另一小组在测出 两端电压后,认为只需将与A 点相连的导线改接到C 点即可测出 L2两端的电压,这种办法是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
(7)实验二:探究并联电路中电压的规律
小东按照电路图丁连接好最后一根导线,小灯泡立即发光,造成这个现象的原因是: 。
(8)当把电压表接在a、b两点之间时,闭合开关,电压表的示数如图戊所示,电压表的读数为 V。
(9)将电压表接在电路中的 ab、cd、ef 两点之间,发现电压表示数相等。由此他得到结论:并联电路中,各支路两端的电压 。此结论 (选填“科学”或“不科学”),接下来应该进行的操作是:更换 规格的灯泡或改变 电压,再做几次实验,使实验结论更具有普遍性。
(10)小东发现家里客厅的灯比卧室的灯亮,两灯对应的电压 和 的大小关系: (选填“>”“=”或“<”)U2。你判断的依据是 。
【答案】(1)
(2)灯 L1短路
(3)错误;相同
(4)不同;等于各部分用电器两端电压之和;使结论更具有普遍性 改变电源电压
(5)不用频繁更换灯泡,便于实验操作
(6)错误;会导致电压表正、负接线柱接反,指针反偏
(7)连接电路时,开关没有断开
(8)2.8
(9)相等;不科学;不同;电源
(10)=;因为家庭电路的灯是并联连接的,所以两灯两端的电压相等
【解析】(1)电路连接:L1与L2串联;电压表要测L1两端电压,电压表选择0-3V量程,电压表并联在灯泡L1两端,电流从电压表“3”接线柱流入,从“-”接线柱流出如图所示:
(2)闭合开关,L1熄灭,L2仍然发光,说明电路没有断路;电压表测L1电压,电压表无示数,代表被测部分短路。故障原因:灯L1短路。L1短路后电流绕过L1,L2通路继续发光,电压表被短路,所以没有示数。
(3)该观点是错误的;原因是小东选择了相同规格的灯泡。选用一模一样的灯泡做实验,只是特殊情况,此时两个灯泡分压才相等,不代表串联电路所有用电器电压一定相等,实验结论具有偶然性。
(4)改进实验后,小东更换不同规格的灯泡继续进行第2、3次实验。分析表格数据:UAC=UAB+UBC,得到串联电路电压特点:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
进行多次实验的目的是:寻找普遍规律,避免实验偶然性;
除了更换灯泡外,还可以通过改变电源电压完成多次实验。
(5)把其中一个灯泡换成滑动变阻器进行实验,优点:不用频繁更换灯泡,调节滑动变阻器滑片就可以得到多组实验数据,便于实验操作。不需要拆装电路换灯泡,移动滑片就能改变电压,操作简便。
(6)办法是错误的;原因是:会导致电压表正、负接线柱接反,电压表指针反向偏转,损坏电压表。原来电压表A点接负接线柱,改接到C点之后,电流会从电压表负接线柱流入,正接线柱流出,正负接反。
(7)连接好最后一根导线,小灯泡立即发光。原因:连接电路时,开关没有断开。规范操作要求连接电路时开关必须断开,开关闭合状态下接线,接完最后一根导线电路立刻导通,灯泡马上发光。
(8)电压表接0-3V量程,分度值0.1-V,指针指向2.7V,读数为2.7V。
(9)ab、cd、ef三点电压表示数相等,得到:并联电路中,各支路两端的电压相等。
此结论不科学;只做有限次实验,结论存在偶然性。
接下来应该进行的操作:更换不同规格的灯泡或改变电源电压,再做几次实验,使实验结论更具有普遍性。
(10)U1=U2;判断依据:家庭电路中各个用电器是并联,并联电路各支路两端电压相等,亮度不同是灯泡实际功率不同造成的,和电压无关。
1.(2026·成都)在探究“串联电路中电压的特点”实验中,电路如图7所示。闭合开关S后,小丽发现两灯都不发光,电压表示数接近电源电压,原因可能是 发生了 。排除故障后,小丽继续探究。为使实验结论具有普遍性,应更换不同规格的 ,并进行多次实验。(写出一条即可)
【答案】开路(断路);小灯泡
【解析】闭合开关S后,小丽发现两灯都不发光,电路可能断路,电压表示数接近电源电压,电压表与电源连通,原因可能是L1发生了断路。排除故障后,小丽继续探究。一次实验得出的结论具有偶然性,为了使实验结论具有普遍性,应更换不同规格的小灯泡,多次实验总结规律。
2.(2026·河北)小明探究串联电路中电压的特点,学生电源电压为12V,小灯泡额定电压为6V。
【证据】
(1)图1是小明正确连接的部分实验电路。其中,a、b分别表示“+”或“-”之一,则表示“+”的是 (选填“a”或“b”)。
(2)请用笔画线表示导线,将图1中的实验电路连接完整。
(3)连接导线的同时,拧紧接线柱的螺母,电路连接完毕后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表指针不偏转,仔细检查发现,是由图2中的 (选填“甲”或“乙”)造成的。
(4)故障排除后,某次测量时,电压表示数如图3所示,为 V。
(5)小明分别测量了电阻箱两端的电压、小灯泡两端的电压及电源两端的电压,多次改变电阻箱的阻值继续实验,并将数据记录在下表中。表中代表小灯泡两端电压的是 (选填“U1”“U2”或“U3”)。
实验次数
1
2
3
4
5
U1/V
2
3.5
4.5
5.5
6
U2/V
10
8.5
7.5
6.5
6
U3/V
12
12
12
12
12
【解释】分析实验数据可得:串联电路中,电源两端的电压等于各个用电器两端的电压之和。
【交流】为进一步验证这个结论的普遍性,接下来的操作是: (写出一条即可)。
【拓展】在跨学科实践活动中,小明利用上述实验中的小灯泡和电源制作了一盏简易调光台灯,电路图如图4所示。滑片P由B向左移动,经测量,当变阻器接入电路的阻值为最大阻值的五分之三时,小灯泡恰好正常发光。在这个过程中,小灯泡两端电压增大了2V,电流增大了0.1A。则这盏台灯的额定电流为 A。
【答案】(1)b(2)(3)甲(4)6
(5)U1;改变电源电压大小重复上面的实验;0.5
【解析】(1)图1是小明正确连接的部分实验电路,电流从电压表正接线柱流入,则表示“+”的是b;
(2)将图1中的实验电路连接完整,如下所示:
(3)小灯泡不发光且电压表指针不偏转,说明电路处于断路状态。观察甲图,导线与接线柱接触不良,存在虚接情况,这种情况很容易导致电路断路;而甲图中导线与接线柱连接较为紧密。所以是乙图中的情况造成了电路故障;
(4)故障排除后,某次测量时,电压表示数如图3所示,电压表选用大量程,分度值为0.5V,电压为6V。
(5)若U2是电阻箱电压,U2从10V降到6V,说明电阻箱阻值在减小,此时电路总电阻减小,电流增大,小灯泡的实际功率增大,温度升高,电阻增大,其两端电压U1从2V升到6V,符合“电阻箱阻值减小→电流增大→小灯泡电压增大”的逻辑。因此U1对应小灯泡两端电压,U2对应电阻箱两端电压。
【交流】为进一步验证这个结论的普遍性,接下来的操作是:改变电源电压大小重复上面的实验
【拓展】电路图如图4所示,灯与变阻器串联,滑片在B端时,设变阻器的最大电阻为R0;滑片P由B向左移动,经测量,当变阻器接入电路的阻值为最大阻值的五分之三时,小灯泡恰好正常发光;此时灯的实际电压为6V,设灯的额定电流为I0;则变阻器的最大电阻连入电路中时,灯的实际电压为4V,实际电流为I0﹣0.1A,在这个过程中,小灯泡两端电压增大了2V,电流增大了0.1A。则这盏台灯的额定电流为0.5A。根据欧姆定律有R0,灯正常发光时,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为6V,由分压原理知,灯的电阻为R0,故有R0,联立两式:这盏台灯的额定电流为I=0.5A
3.(2026·湖南)在“探究串联电路中电压的特点”的实验中:
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)图甲电路工作时,电压表示数如图乙所示,则 V
(3)要测L1和L2两端的总电压,只需在图甲中更改一根导线的连接位置即可。请在这根导线上画“×”,再画出正确接法的导线,注意导线不交叉 ;
(4)在测得一组 UAB、UCD、UAD的数据并记录后,为得到普遍的规律,接下来的操作是 。
【答案】(1)断开(2)1.5
(3)
(4)更换不同规格的灯泡,重复实验,记录数据
【解析】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)电压表接 0~3V 量程,分度值 0.1V,指针指在 1.5V 处,故UAB=1.5 V。
(3)原图电压表并联在L1两端;要测总电压,需将电压表接 A 点的导线断开,改接到电池的正极,使电压表并联在L1、L2整体两端。据此作图:
(4)只测一组数据结论具有偶然性,为得到普遍规律,需要更换不同规格的灯泡,重复实验,记录多组数据。
⚡基础速刷
1.如图甲所示电路,电源电压为15V,当S闭合时,电压表和电流表的读数如图乙所示,则通过L1的电流为 A,L2两端的电压为 V。
【答案】0.36;3
【解析】由电路图可知、串联,电流表测电路电流,量程、分度值,示数,串联电流处处相等,故通过电流为;电压表测两端电压,量程、分度值,示数,电源电压,。
故答案:;
2.校科技节上,科技小组的同学展示了他们的作品,利用水果电池点亮一排小灯,如图所示。水果电池点亮小灯时,将 能转化为电能;串联的水果电池越多,提供的电压就越 ;LED灯是由 材料制成的;其中的一个小灯发生故障熄灭时,其它小灯仍亮,这说明小灯之间的连接方式为 联。
【答案】化学;大;半导体;并
【解析】水果电池通过内部的化学反应实现供电,工作过程中将化学能转化为电能。
串联电池组的总电压等于各串联电池的电压之和,因此串联的水果电池数量越多,电路提供的总电压就越大。
LED 灯的核心材料是半导体,这类材料具有单向导电性等特性。
并联电路中各支路用电器的工作状态互不影响,一个小灯泡发生故障后其他小灯泡仍能正常工作,说明这些小灯泡之间是并联关系。
3.电阻R1、R2的阻值相等,连接在如图所示电路中。当开关S闭合时,电阻R1与R2两端的电压之比为 ,电流表A1与A2的示数之比为 。
【答案】1︰1;2︰1
【解析】根据电路图可知,电阻R1和R2并联,电流表A1测干路电流,A2测通过R2的电流。
根据“并联电路各支路两端电压相等”的规律可知,电阻R1与R2两端的电压相等,即二者电压之比为1︰1.
因R1、R2的阻值相等,根据欧姆定律可知,通过两电阻的电流大小也相等;
所以电流表A1与A2的示数之比为:。
4.如图所示电路,灯泡和灯泡的连接方式是 联。将电压表接在灯泡两端,闭合开关,电压表示数为1.5V;将电压表接在灯泡右接线柱上的导线改接到灯泡的右接线柱上(图中虚线),电压表示数为2.9V,则电源电压为 V,灯泡两端的电压为 V。
【答案】串;2.9;1.4
【解析】图中,灯泡L1与L2串联,电压表与L1并联,电压表测L1两端电压。
当电压表接在灯泡L1右接线柱上的导线改接到灯泡L2的右接线柱上时,电压表测量两灯电压之和,即电源电压,电源电压为2.9V。
根据串联电路中的电压规律,灯泡L2两端的电压为
5.如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S闭合时V1的示数为8V,V2的示数为4V,当开关S断开时V1的示数为6V,则电源电压为 V;当S断开时V2的示数为 V。
【答案】8;5
【解析】当开关S闭合时,L3被短路,只有L1、L2串联接入电路,电压表V1测量电源电压,故电源电压为8V。
当开关S闭合时,L3被短路,V2测量灯泡L2的电压,此时灯泡L2两端的电压为
故灯泡L1与灯泡L2的规格相同,当开关S断开时,三个灯泡串联,电压表V1测量L1、L2的电压,故灯泡L1两端的电压为
灯泡L3两端的电压为
电压表V2测量灯泡L2、L3的电压,故电压表V2的示数为
。
故答案为:8;5.
6.如图所示,电源电压不变,灯L1、L2完全相同。闭合S1,断开S2、S3,灯 L1、L2是 联的。闭合S1、S2,断开S3,电压表示数为U1;闭合S1、S3,断开S2,电压表示数为U2,则 = 。
【答案】串;2:1
【解析】由图知,当闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2是在同一条电流路径上,是串联;
闭合S1、S2,断开S3,电压表测量两个灯泡串联的总电压,示数为U1;
闭合S1、S3,断开S2,电压表测量L2两端的电压,示数为U2,
由于两个灯泡串联电流相等,而灯L1、L2完全相同,则电阻相等,根据U=IR知,两个灯泡的电压相等,则总电压是一个灯泡电压的2倍,即U1:U2=2:1。
7.如图所示,灯泡L1、L2的电阻分别为10Ω、20Ω,闭合开关S,通过L1、L2的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则
A.I1:I2=1:1,U1:U2=2:1 B.I1:I2=1:2,U1:U2=1:1
C.I1:I2=1:1,U1:U2=1:2 D.I1:I2=1:2,U1:U2=1:2
【答案】C
【解析】图中,L1与L2串联,串联电路的电流处处相等,得I1与I2相等,即I1:I2=1:1,故B、D错误;
根据U=IR计算分压,得U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=10Ω:20Ω=1:2,故A错误、C正确。
故选C.
8.在图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则通过电阻. 、R2的电流I1、I2和它们两端电压 、 之比分别为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,串联电路电流处处相等,因此I1:I2=1:1。
电压表V1测量R1和R2的总电压(电源电压),电压表V2测量R2两端电压。
两表指针位置相同,但是量程不同:
V1使用0-15V量程,分度值0.5V;V2使用0-3V量程,分度值0.1V。
大量程读数是小量程读数的5倍。
设R2两端电压U2=U,总电压U总=5U,
则R1两端电压U1=U总-U2=5U-U=4U,
所以U1:U2=4U:U=4:1。
综上I1:I2=1:1,U1:U2=4:1,故D正确。
故选:D。
9.(2026·花溪模拟)小松在实验室做“探究串联电路电压特点”的实验,他用两节新干电池串联作为电源,并设计了如图所示的电路:
次数
两端电压
两端电压
、两端电压
1
1.5
1.5
3.0
2
1.8
1.2
3.0
3
1.4
3.0
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)实验过程中,突然熄灭,更亮,且电压表无示数,则故障原因可能是 。
(3)记录的实验数据如表格所示第3次实验中,小松忘了记录两端电压值,该值应为 。
(4)在实验过程中,小松还发现2、3次实验中灯与灯的亮度不同,请根据表格中的数据分析灯比灯 ,理由是 。
【答案】(1)断开(2)短路(3)1.6(4)亮;串联电路电流处处相等,L1两端电压更大,由可知L1实际功率更大,所以更亮
【解析】(1) 连接电路时,为防止短路损坏电路元件,保护电路,开关必须处于断开状态。
故答案为:断开;
(2) 由图可知、串联,电压表测两端电压。若短路,相当于导线,因此不发光。电路总电阻变小,电源电压不变,电路中电流变大,因此更亮;电压表被短路,测短路的两端电压,因此电压表无示数,符合题意。
故答案为:短路;
(3) 根据串联电路电压规律,总电压等于各用电器两端电压之和,即,因此两端电压:
故答案为: 1.6 ;
(4) 灯泡亮度由实际功率决定,第 2、3 次实验中,两端电压始终大于两端电压。串联电路电流处处相等,由可知,电流相同时,用电器两端电压越大,实际功率越大,因此实际功率更大,所以更亮。
10.探究串联电路中电压的规律。
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整 ;
(2)连接电路时,开关应处于 状态,正确连接电路后,闭合开关,若两灯都不发光,且电压表示数接近电源电压,则故障的可能原因为 ;
(3)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC,其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表:
实验次序
电压UAB/V
电压UBC/V
电压UAC/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路中总电压等于各部分电路两端电压 ;
②为使结论更具普遍性,小明要进行的操作是 。
【答案】(1)
(2)断开;灯泡L1断路(3)1.2;之和;换不同电压的电源多做几次实验
【解析】(1)根据图甲所示的电路图可知,两灯泡串联,电压表测L1的电压,故连接完整电路图如下:
(2)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
正确连接电路后,闭合开关,两灯都不发光,电压表示数接近电源电压,说明电路中有断路,而电压表直接并联在了电源两端,可以正常测量电源电压,说明L2是通路,故应是灯泡L1断路。
(3)如图丙可知,电压表选用小量程,分度值0.1V,故其示数为1.2V。
分析表中数据可知,AC两端电压UAC始终等于AB两端电压UAB与BC两端电压UBC之和,即串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和。
为使结论更具普遍性,接下来应更换电压不同的电源多次实验,避免偶然性。
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1.如图所示,在A、B两个虚线框内分别填入电源和开关的电路符号。需要满足:当开关都闭合时,两灯组成并联电路。A 虚线框内应填的符号是 ,B虚线框内应填的符号是 。
【答案】;
【解析】题目要求所有开关闭合时,L1、L2并联。并联电路电流要有两条独立支路。
若B框放电源,闭合开关后会造成电源短路;因此A框必须是电源,B框是开关。
电流从A电源流出,分成两条支路:一条经过L1;另一条经过L2和B开关,汇合回到电源负极,两灯形成并联。
2.如图所示,电源电压为3V,电压表的示数为2V,则灯泡L2两端的电压为( )
A.5V B.3V C.2V D.1V
【答案】D
【解析】由电路图可以看出,开关闭合之后,电流依次经过灯泡L1、灯泡L2,所以L1与L2属于串联。电压表并联在灯泡L1的两侧,因此电压表测量的是L1两端的电压,即U1=2V。电源电压也就是电路的总电压U=3V。 根据串联电路的电压规律:U=U1+U2,变形可得灯泡L2两端电压: U2=U-U1=3V-2V=1V。
A、5V大于电源总电压,计算结果明显错误,故A错误。
B、3V代表电源总电压,并不是L2两端电压,故B错误。
C、2V是电压表测出的L1两端电压,不是L2的电压,故C错误。
D、经过计算可得L2两端电压等于1V,故D正确。
3.在如图甲所示的电路中, ヽ 都是有0~3V 和0~15V 两个测量范围的电压表。当闭合开关后,两个电压表的指针偏转均如图乙所示,则灯泡 、 两端的电压分别为( )
A.9.6V 2.4V B.12V 2.4V
C.2.4V 12V D.2.4V 9.6V
【答案】A
【解析】由电路图可知,灯泡L1、L2串联,电压表V1测量电源两端的总电压,电压表V2测量灯泡L2两端的电压。 根据串联电路电压规律,电源总电压一定大于L2两端电压。两个电压表指针偏转角度完全相同,说明它们选用了不一样的量程。 电压表V1测总电压,选用0-15V大量程,分度值0.5V,示数U=12V; 电压表V2测L2电压,选用0-3V小量程,分度值0.1V,示数U2=2.4V; 灯泡L1两端电压: U1=U-U2=12V-2.4V=9.6V。 即L1电压为9.6V,L2电压为2.4V。
A、L1两端电压9.6V,L2两端电压2.4V,结果正确,故A正确。
B、12V 是电源总电压,并不是L1两端电压,故B错误。
C、两个灯泡电压数值颠倒,故C错误。
D、两个灯泡电压数值颠倒,故D错误。
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关 S1闭合、S2断开时,电压表的示数是3V,当开关 S1断开、S2闭合时,电压表的示数是5V,则 S1、S2都断开时,灯L1和L2两端的电压分别为 ( )
A.2V和3V B.3V 和2V C.2V和8V D.2V和5V
【答案】A
【解析】当开关S1闭合、S2断开时,灯泡L1被短路,电压表只与灯泡L2并联,此时电压表测L2两端的电压,可得U2=3V。 当开关S1断开、S2闭合时,电压表并联在电源两端,测量电源的总电压,即U=5V。 当S1、S2都断开时,L1和L2串联接入电路。 根据串联电路电压规律U=U1+U2, 灯泡L1两端电压:U1=U-U2=5V-3V=2V。 所以L1电压为2V,L2电压为3V。
A、L1两端电压 2V,L2两端电压 3V,计算结果正确,故A正确。
B、两个灯泡电压数值颠倒,故B错误。
C、L2电压不可能超过电源电压 5V,故C错误。
D、L2电压不等于电源电压,故D错误。
5.图甲所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转为图乙所示,则电灯L1和L2两端的电压分别为( )
A.1.5V 1.5V B.7.5V 7.5V
C.1.5V 6V D.6V 1.5V
【答案】D
【解析】由图得,两电灯串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量电灯L2电压,两电压表偏转角度相同,由串联电路电压规律可知,电压表V1示数大于电压表V2的示数;
所以,电压表V1量程选用0~15V,分度值为0.5V,示数为7.5V;
电压表V2量程选用0~3V,分度值为0.1V,示数为1.5V,即L2电压为1.5V。
由串联电路特点得电灯L1的电压为U1=U-U2=7.5V-1.5V=6V,故ABC错误,D正确。
6.如图所示,电源电压保持不变,当开关S1断开,S2闭合时,电压表示数为;当开关S1闭合,S2断开时,电压表示数为;则L1和L2两端电压分别是( )
A.和1.5V B.1.5V和 C.和 D.1.5V和
【答案】A
【解析】由电路图可知:
(1)当开关S1断开,S2闭合时,两灯泡串联,电压表测电源的电压,所以电源的电压为4.5V;
(2)当S1闭合S2断开时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,L1两端的电压为3V;
因为串联电路的总电压等于各分电压之和,所以L2两端的电压U2=U-U1=4.5V-3V=1.5V。
故选:A。
7.在图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电表①②③是电压表或电流表。当开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.若①②③是电压表时,L1发光,L2不发光
B.若①②③是电流表时,①②③均可能被烧坏
C.若①③是电压表,②是电流表时,L1、L2并联
D.若①③是电流表,②是电压表时,③表示数一定大于①表示数
【答案】D
【解析】A选项分析:当①②③均为电压表时,电压表在电路中相当于开路状态。根据电路结构分析,此时电压表串联在电路中,导致整个电路处于断路状态,因此灯泡L1和L2均不会发光。该选项结论错误。
B选项分析:当①②③均为电流表时,电流表在电路中相当于导线。通过电路分析可知,电流表①②形成串联连接,导致电源被直接短路。这种情况下电路电流极大,可能烧坏①②两块电流表,而电流表③因被短路不受影响。该选项结论错误。
C选项分析:当①③为电压表、②为电流表时,电路分析表明灯泡L1和L2采用首尾相连的连接方式,构成串联电路。该选项结论错误。
D选项分析:当①③为电流表、②为电压表时,电路分析显示灯泡L1和L2构成并联连接。此时: 电流表③测量干路总电流,电流表①测量通过L2的支路电流,根据并联电路特性,干路电流必然大于各支路电流,因此③表示数始终大于①表示数。该选项结论正确。
正确答案: D.
8.(2026九上·余庆期末)如图所示是某同学探究串联电路的电压规律所连接的电路。闭合开关后,发现小灯泡 不发光,但小灯泡L1正常发光,且电压表有示数。下列说法正确的是( )
A.电压表测量的是小灯泡L2两端的电压
B.小灯泡L1不发光可能是小灯泡L1断路
C.将导线①的左端改接到 a 接线柱,闭合开关后电压表会被短路
D.要测量L1两端的电压,可以直接将导线②的上端改接到 a 接线柱
【答案】A
【解析】解:A、由电路图可知两灯泡串联,电压表并联在灯泡L2两端,测量的是小灯泡L2两端的电压,故A正确;
B、因串联电路中各用电器互相影响,如果灯泡L1断路,则灯泡L1、L2都不发光,电压表无示数,所以小灯泡L1不发光是小灯泡L1短路,故B错误;
C、由B知小灯泡L1短路,若将导线①的左端改接到a接线柱,电压表测量对象不变,测量的仍是灯泡L2两端的电压,故C错误;
D、由图可知,若直接将导线②的上端改接到a接线柱会导致电压表正负接线柱接反,闭合开关后,电压表指针反偏,会向0刻线左侧偏转,故D错误。
故选:A。
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1.请仔细观察并分析电路图,下列说法正确的是( )
A.两灯串联,两电压表的示数相同
B.两灯并联,两电压表的示数不同
C.两灯串联,两电压表的示数不同
D.两灯并联,两电压表的示数相同
【答案】C
【解析】在分析电路时,电压表的内阻极大,可以看作断路,先遮住两个电压表观察电流路径。电流从电源正极流出,依次经过开关S、灯泡L1、灯泡L2,最后流回电源负极,因此灯泡L1、L2属于串联。 电压表V1并联在电源两端,测量电源的总电压;电压表V2并联在灯泡L2的两端,测量L2两端分得的电压。 根据串联电路的电压规律:电源总电压等于各个用电器两端电压之和,即U=U1+U2,由此可V1示数大于V2示数,两块电压表的示数并不相等。
A、两灯虽然是串联,但是两块电压表测量对象不一样,示数不同,故A错误。
B、两灯并不是并联电路,故B错误。
C、两灯串联,电压表分别测电源总电压、L2的分压,示数不相同,故C正确。
D、电路不属于并联,故D错误。
2.如图电路,电源电压恒定不变。闭合开关、,小灯泡、均正常发光,电流表和电压表均有示数。则( )
A.电流表测通过小灯泡的电流 B.小灯泡两端的电压比的大
C.若只断开,电流表示数不变 D.若只断开,小灯泡将变亮
【答案】C
【解析】 A、由图可知,闭合开关S1、S2时,两灯泡并联,电压表测量电源电压,电流表A测量通过小灯泡L1的电流,开关S1控制整个电路,开关S2只控制小灯泡L2,故A错误;
B、并联电路各支路两端的电压相等,小灯泡L2两端的电压与L1两端的电压一样大,故B错误;
CD、由于并联电路各支路互不影响,因此,若只断开S2,L1亮度不变,通过小灯泡L1的电流不变,电流表的示数不变,故C正确,D错误。
3.如图所示,电源电压保持不变,开关全部闭合后,两灯都正常发光。不考虑灯泡电阻的变化,下列说法正确的是( )
A.开关都闭合是一个串联电路
B.电流表测量的是灯的电流
C.取下灯泡,电压表示数为0
D.断开,电流表示数变小,灯泡亮度不变
【答案】D
【解析】开关全部闭合时,电路为两电阻并联;电压表并联在电源两端,测量电源电压(并联电路各支路电压均等于电源电压);一只电流表测量干路总电流,另一只电流表测量其中一条支路的电流。
A.开关全部闭合时,电流存在两条互不影响的通路,属于并联电路,并非串联电路,故A错误;
B.该电流表与对应电阻串联,只能测量这条支路的电流,不能测量另一支路电流,故B错误;
C.取下电阻后,电压表依旧直接接在电源两极上,电压表测量电源电压,电压表示数不等于0,故C错误;
D.断开一条支路开关后,这条支路断路不再有电流,此时干路电流等于剩余支路的电流。原来干路电流是两条支路电流之和,所以干路电流表示数变小;并联电路各支路互不干扰,剩余电阻两端电压依旧等于电源电压,电阻阻值不变,根据可得,该支路用电器实际功率不变,亮度保持不变,故D正确。
4.随着智能家居的普及,家庭里的LED灯带、感应小夜灯、门铃指示灯等常常采用串联电路连接。为了研究这类照明电路的电压分配规律,小明用如图所示的电路探究“串联电路的电压规律”,下列说法正确的是( )
A.测出电压后,导线b不动,将导线从a改接到c,可测出两端电压
B.更换不同规格的小灯泡重复实验,是为了求平均值减小实验误差
C.实验结论:串联电路中电压处处相等
D.若灯泡被短路,则并联在两端的电压表示数为0
【答案】D
【解析】A.测量L1两端电压时,电压表的正负接线柱连接符合规范,能准确测量其电压;但如果保持接线柱b的位置不变,将导线a的连接点从当前位置改接到c点,会导致电压表的正负接线柱接反,此时电压表无法正常显示L2两端的电压,甚至可能损坏电压表,故A错误;
B.本实验的核心目的是探究串联电路的电压规律,获取具有普遍性的实验结论。更换不同规格的小灯泡重复实验,是为了避免实验结果的偶然性,确保得出的规律具有普遍适用性,而非为了减小实验误差,故B错误;
C.串联电路的电压规律明确:电路的总电压等于各个用电器两端电压的总和,只有当串联的用电器规格完全相同时,各用电器两端的电压才会相等,并非串联电路中所有用电器的电压都处处相等,故C错误;
D.若L1发生短路,其自身电阻会变为0,相当于一根导线,此时L1两端没有电压差,并联在L1两端的电压表自然无法测出电压,示数为0,故D正确
5.为了“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,某实验小组准备了如下实验器材:
A.蓄电池组一个(电压为6 V)
B.小灯泡两类规格(额定电压分别为3.8V,3V)各若干个
C.电压表三个(测量范围0~3 V,0~15 V)
D.开关一个,导线若干
(1)通过讨论,实验小组设计了如图甲所示的电路图,L1、L2均选用额定电压为3 V的小灯泡,由于实验前未明确L1、L2两端的电压大小,故电压表 V1、V2的测量范围应选 (选填“0~3 V”或“0~15 V”),待完成L1、L2电压值的初步测量后,最终选定 、 的测量范围。
(2)之后接入电压表V,完成实物连线如图乙所示,经检查有一根导线连接错误,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现L1不亮, 几乎不偏转,L2过亮,V2超测量范围,造成这一现象的原因可能是 L1发生了 (选填“短路”或“断路”)。
(4)故障排除后,测量结果如下表所示,V2的读数如图丙所示,请将相应的读数填入下表。
电压表
V1
V2
v
电压U/V
2.6
5.5
(5)结合上述测量结果,实验小组提出如下猜想:在实验误差允许的范围内,电源两端电压等于串联电路中用电器两端的电压之和,且用电器两端电压均分电源两端电压。这样得出结论不可靠的原因是 。
【答案】(1)0~15 V
(2)
(3)短路
(4)2.7
(5)不可靠;实验仅采用相同额定电压的灯泡开展一次实验,便得出“用电器两端电压均分电源两端电压”的结论
【解析】(1)电压表V1、V2的量程应选0-15V。因电源电压为6V,实验前不确定L1、L2两端电压是否会超过3V,为防止电压表超量程损坏仪表,初步测量需选0-15V量程。后续依实际测量值,若都小于3V,可换用0-3V 量程提升测量精度。
(2)由图乙可知,电压表V也并联在了L2两端,即电压表V左侧的接线错误。正确做法是电压表V需并联在电源两端,如图所示:
(3)造成这一现象的原因可能是L1发生了短路。L1短路时,其电阻近乎为0,V1测的电压近乎0,因此不偏转且L1不亮。此时电源电压全加在L2上,使其过亮,同时V2测L2电压超量程。若L1断路,L2不会亮,故排除断路可能。
(4)由图丙可知,电压表所选量程为0~3V,分度值为0.1V,读数为2.7V。
(5)该猜想不可靠。理由是:实验仅采用相同额定电压的灯泡开展一次实验,便得出“用电器两端电压均分电源两端电压”的结论。但串联电路仅当用电器规格一致时两端电压才均分,规格不同则不均分。需换用不同规格灯泡多次实验,才能归纳出普遍适用的结论。
6.在探究“串联电路中的电压特点”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,在图乙中将实验电路连接完整;
(2)闭合开关,电压表此时测量 两端的电压;
(3)某小组操作中他们将电压表并联在两端,闭合开关,发现灯泡不亮,灯泡发光,电压表有较小示数,下列分析合理的是( )
A.断路 B.短路
C.电阻比电阻小 D.电阻比电阻大
(4)另一小组将测出的实验数据,填在表格中,其中丙图是他们所测的两端的电压请将读数填在表格中为 V。请指出表格设计的不足之处: 。
/V
/V
/V
1.3
3
【答案】(1)
(2)电源
(3)C
(4)1.7;实验次数少,存在偶然性
【解析】(1)根据甲图可知,两个灯泡串联,电压表并联在两个灯泡两端,此时测电源电压。根据乙图可知,此时将灯泡L2的右端与开关的右端相连即可,如下图所示:
(2)根据乙图可知,电压表接在电源正负极两端,因此测电源电压。
(3)根据题意可知,两个灯泡串联,而灯泡L2发光,说明电路是通路。此时灯泡L1不亮,只能说明它的实际功率太小。根据P=I2R可知,灯泡L1的电阻小于L2的电阻,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)①根据图丙可知,该电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,则它的读数为1.7V。
②根据表格数据可知,表中只有一组实验数据,实验次数太少,得出的结论存在偶然性,要证明结论的普遍性,应该更换不同规格的小灯泡多做几组实验。
7.小明用如图甲所示的电路来探究串联电路的电压特点。
(1)根据图甲连接好电路,闭合开关,发现电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该 ,再进行实验。
(2)测出 L1 两端电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改接在 B、C 两点之间,小聪认为小明的操作太麻烦,只需将电压表与 A 点相连的导线拆下改接到 C 点即可。小聪的办法是否可行? 。理由是: 。
【答案】(1)断开开关,将电压表改接3 V的量程
(2)不可行;电压表正负接线柱接反了
【解析】(1)图甲中,闭合开关,电压表示数如图乙,电压表指针偏转角度较小,误差较大,为了使读数更精确,应断开开关,将电压表换接0~3V量程;
(2)在测B、C间电压时,电压表所接的B接点不动,只将电压表与A点相连的导线改接到C点,电压表正负接线柱接反,电压表的指针反向偏转,方法不可行。
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13.6 串联、并联电路中电压的特点
目录
01 本节导航·目标清单
02 教材精研·内容全解
考点 01 探究串联电路的电压规律
考点 02 探究并联电路的电压规律
考点 03 探究实验常见操作失误与故障
03 避坑指南·解题通法
角度01 串并联电路电压规律应用
角度 02 实验操作及误差分析
04 真题闯关·溯源演练
05 课后三阶·精准练习
目标导航
方法指导
1. 亲历探究串联电路电压规律实验,识记串联总电压与各部分电压的关系、对应公式。
2. 亲历探究并联电路电压规律实验,识记并联各支路电压关系、对应公式。
3. 能够运用串、并联电压规律完成电路电压判断与简单定量计算。
4. 识别实验操作错误,分析电压表接线失误现象,会评价、优化实验探究方案。
1. 遵循科学探究完整流程;必须选用不同规格小灯泡多次实验,消除实验偶然性,获取普遍规律。
2. 采用表格对比方式区分串联分压、并联等压两大规律,厘清二者核心差异。
3. 解题第一步先判定电路连接方式,匹配对应电压公式;圈画题干总电压、分电压关键条件再演算。
4. 牢记接线操作规范:连接电路开关断开;注意电压表正负接线柱 “正进负出”;可采用多表同步测量优化实验流程。
考点01 探究串联电路的电压规律
【实验目的】探究串联电路总电压与各用电器两端电压的关系。
【实验器材】电源、开关、电压表、多个规格不同小灯泡、导线。
【实验步骤】
1. 连接电路时,开关保持断开;
2. 依次测出两端电压、两端电压、电源总电压U;
3. 更换不同规格小灯泡,重复多组实验。
【实验结论】串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
公式:
【深化点拨】
只有规格完全相同的灯泡串联,分得电压才相等;灯泡规格不同,各部分电压不相等;多次实验目的:避免偶然性,得到普遍规律。
1.如图电路中,闭合开关后电压表 V1的示数为 2.5V,V2的示数为 4.5V,则电路的电源电压为 V, 灯 L2两端电压为 V。
2.小红计划制作一串由多个LED小灯组成的彩灯。购买材料时发现每个LED小灯上都有“3V”的标识。现将这串彩灯接入家庭电路使用,要求所有LED小灯能够发光且保证电路安全,至少需要 个LED小灯 联组成。
3.探究串联电路中电压的规律。
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯 断路,则 两端 (选填“有”或“无”)电压。
(3)用电压表分别测出电压 和 。其中测 时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表。
实验次序
电压
电压
电压
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 ;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 。
考点02 探究并联电路的电压规律
【实验目的】探究并联电路各支路两端电压与电源电压的关系。
【实验器材】电源、开关、电压表、多个规格不同小灯泡、导线。
【实验步骤】
1. 连接电路时开关断开;
2. 分别测出两条支路灯泡两端电压、电源电压;
3. 更换不同规格小灯泡,多次实验。
【实验结论】并联电路各支路两端电压相等,且等于电源电压。
公式:
【深化点拨】
无论并联支路数量多少,各支路电压均等于电源电压;支路用电器规格不同,电压依旧相等。电路
电压规律
公式
核心特点
串联电路
总电压等于各部分电压之和
U=U1+U2
分压
并联电路
各支路电压相等,等于电源电压
U=U=U1=U2
等压
1.(2019九上·茂名月考)如图所示的电路。开关闭合后,两灯发光。以下说法正确的是( )
A.电压表V的示数一定等于V1的示数
B.电压表V的示数一定大于V1的示数
C.电流表A的示数一定等于A1的示数
D.电流表A的示数一定等于A1的示数的2倍
2.两灯并联后接入电压为8V的电源上,则用电压表测L1两端电压时,量程应选用( )
A.“3和15” B.“3和﹣” C.“15和﹣” D.以上均不对
3.在“探究并联电路中的电压关系”实验中:
(1)小东按图甲连接好电路后,闭合开关,发现电压表示数如图乙所示,于是他换用小量程后重做实验,是为了 。
(2)重新开始实验,闭合开关,L1不亮 L2亮,小东用手轻按一下 L1,两灯都亮,松开手仍然是 L1不亮 L2亮,则故障可能是: 。
(3)此实验需选用不同规格的小灯泡做实验以及改变两个小灯泡的规格再做实验,其目的与下面的 ____ 中多次实验的目的相同。
A.用伏安法测电阻 B.用刻度尺测量长度
C.探究电流与电阻的关系 D.测量物体运动的速度
考点03 探究实验常见操作失误与故障
1. 改接电压表时,B 接线柱不动,直接把 A 接线柱换到另一端
→正负接线柱接反,指针反向偏转,无法读数。
2. 灯泡一灯亮、一灯不亮,电压表示数为零
被测灯泡发生短路。
3. 多次只用同种规格灯泡做实验:
实验结论具有特殊性,不具备普遍意义。
1. 小林在进行“探究串联电路电压特点”的实验,用到的器材有:两只灯泡、两节新干电池(串联)、电压表、开关、导线等。设计电路图如图甲所示,请你回答下列问题:
次数
1
1.5
1.0
2.0
2
1.0
1.5
3.0
3
2.0
2.0
4.0
(1)小林按电路图连接好实物电路后闭合开关,发现两只灯泡都不发光,随即轻轻敲击灯泡L1,发现两灯泡依然不发光;再敲击灯泡L2,两灯均闪亮后又熄灭。根据这一现象请你说出电路中出现故障的原因: 。
(2)排除故障后继续实验。测出图甲中A、B间电压为1.5V,B、C间电压如图乙所示,为 V。根据实验数据得出的结论是:串联电路中,总电压大于各导体两端电压之和。你认为出现实验中情况的原因是 。
(3)更换电源、灯泡和更粗的导线后,重新进行实验,实验数据记录如上表所示,小林得出结论:串联电路中,各部分电路两端的电压相等。这个结论是否可信? ,接下来应该进行的操作是: 。
(4)实验结束整理器材,拆除电路时首先需要 。
角度01 串并联电路电压规律应用
1. 先判断电路是串联还是并联;串联用分压;并联用等压。
2. 易错点:串联只有灯泡规格相同时分压才相等;并联无论灯泡规格,支路电压一定相等。
1.定值电阻R1和R2并联在如图甲所示的电路中,电流表的示数为0.5A,通过R1的电流为 0.3 A,则通过 R2的电流为 A;再将 R1和R2串联在如图乙所示的电路中,电源电压为5 V,电压表的示数为3 V,则R1两端的电压为 V。
2.如图甲、乙两电路,已知甲图 V1的读数是 3V,V2的读数是 V;若乙图 V1的读数是 4V,V2的读数是 5V,则 V 的读数是 V。
角度02 实验操作及误差分析
实验操作
· 连接电路开关必须断开;
· 必须更换不同规格灯泡多次实验;目的:避免偶然性,得到普遍物理规律;
· 实验不足:反复拆卸电压表操作繁琐;改进:多个电压表同时测量各个位置电压。
电压表接线失误现象分析
· 指针反向偏转:正负接线柱接反,断开开关调换导线;
· 示数接近电源电压:被测部分断路;
· 示数为零:被测部分短路或者外部存在断路。
小东在进行探究“串、并联电路中电压的规律”的实验。
实验一:探究串联电路中电压的规律
次数
1
1.5
1.5
3.0
2
1.4
1.6
3.0
3
1.2
1.8
3.0
次数
1
1.5
1.5
3.0
2
1.4
1.6
3.0
3
1.2
1.8
3.0
(1)请你按照图甲用笔画线代替导线连接图乙所示的实验电路。要求电压表测量灯 两端的电压。
(2)连接好电路后,闭合开关S,一段时间后 突然熄灭, 仍然发光,电压表无示数,原因可能是 。
(3)排除故障后,小东进行第1次实验,根据实验数据小东得到结论;串联电路中,各用电器两端的电压相等。其他同学认为这个观点是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是小东选择了 规格的灯泡。
(4)改进实验后,小东更换 (选填“相同”或“不同”)规格的灯泡继续进行第2、3次实验,分析图丙的实验数据,可得到串联电路的电压特点是:串联电路总电压 。进行多次实验的目的是 ;除了更换灯泡外,还可以通过 完成多次实验。
(5)老师指出,可以将其中一个灯泡换成滑动变阻器进行实验,这样做的优点是 。
(6)另一小组在测出 两端电压后,认为只需将与A 点相连的导线改接到C 点即可测出 L2两端的电压,这种办法是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
(7)实验二:探究并联电路中电压的规律
小东按照电路图丁连接好最后一根导线,小灯泡立即发光,造成这个现象的原因是: 。
(8)当把电压表接在a、b两点之间时,闭合开关,电压表的示数如图戊所示,电压表的读数为 V。
(9)将电压表接在电路中的 ab、cd、ef 两点之间,发现电压表示数相等。由此他得到结论:并联电路中,各支路两端的电压 。此结论 (选填“科学”或“不科学”),接下来应该进行的操作是:更换 规格的灯泡或改变 电压,再做几次实验,使实验结论更具有普遍性。
(10)小东发现家里客厅的灯比卧室的灯亮,两灯对应的电压 和 的大小关系: (选填“>”“=”或“<”)U2。你判断的依据是 。
1.(2026·成都)在探究“串联电路中电压的特点”实验中,电路如图7所示。闭合开关S后,小丽发现两灯都不发光,电压表示数接近电源电压,原因可能是 发生了 。排除故障后,小丽继续探究。为使实验结论具有普遍性,应更换不同规格的 ,并进行多次实验。(写出一条即可)
2.(2026·河北)小明探究串联电路中电压的特点,学生电源电压为12V,小灯泡额定电压为6V。
【证据】
(1)图1是小明正确连接的部分实验电路。其中,a、b分别表示“+”或“-”之一,则表示“+”的是 (选填“a”或“b”)。
(2)请用笔画线表示导线,将图1中的实验电路连接完整。
(3)连接导线的同时,拧紧接线柱的螺母,电路连接完毕后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表指针不偏转,仔细检查发现,是由图2中的 (选填“甲”或“乙”)造成的。
(4)故障排除后,某次测量时,电压表示数如图3所示,为 V。
(5)小明分别测量了电阻箱两端的电压、小灯泡两端的电压及电源两端的电压,多次改变电阻箱的阻值继续实验,并将数据记录在下表中。表中代表小灯泡两端电压的是 (选填“U1”“U2”或“U3”)。
实验次数
1
2
3
4
5
U1/V
2
3.5
4.5
5.5
6
U2/V
10
8.5
7.5
6.5
6
U3/V
12
12
12
12
12
【解释】分析实验数据可得:串联电路中,电源两端的电压等于各个用电器两端的电压之和。
【交流】为进一步验证这个结论的普遍性,接下来的操作是: (写出一条即可)。
【拓展】在跨学科实践活动中,小明利用上述实验中的小灯泡和电源制作了一盏简易调光台灯,电路图如图4所示。滑片P由B向左移动,经测量,当变阻器接入电路的阻值为最大阻值的五分之三时,小灯泡恰好正常发光。在这个过程中,小灯泡两端电压增大了2V,电流增大了0.1A。则这盏台灯的额定电流为 A。
3.(2026·湖南)在“探究串联电路中电压的特点”的实验中:
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)图甲电路工作时,电压表示数如图乙所示,则 V
(3)要测L1和L2两端的总电压,只需在图甲中更改一根导线的连接位置即可。请在这根导线上画“×”,再画出正确接法的导线,注意导线不交叉 ;
(4)在测得一组 UAB、UCD、UAD的数据并记录后,为得到普遍的规律,接下来的操作是 。
⚡基础速刷
1.如图甲所示电路,电源电压为15V,当S闭合时,电压表和电流表的读数如图乙所示,则通过L1的电流为 A,L2两端的电压为 V。
2.校科技节上,科技小组的同学展示了他们的作品,利用水果电池点亮一排小灯,如图所示。水果电池点亮小灯时,将 能转化为电能;串联的水果电池越多,提供的电压就越 ;LED灯是由 材料制成的;其中的一个小灯发生故障熄灭时,其它小灯仍亮,这说明小灯之间的连接方式为 联。
3.电阻R1、R2的阻值相等,连接在如图所示电路中。当开关S闭合时,电阻R1与R2两端的电压之比为 ,电流表A1与A2的示数之比为 。
4.如图所示电路,灯泡和灯泡的连接方式是 联。将电压表接在灯泡两端,闭合开关,电压表示数为1.5V;将电压表接在灯泡右接线柱上的导线改接到灯泡的右接线柱上(图中虚线),电压表示数为2.9V,则电源电压为 V,灯泡两端的电压为 V。
5.如图所示的电路中,电源电压不变,当开关S闭合时V1的示数为8V,V2的示数为4V,当开关S断开时V1的示数为6V,则电源电压为 V;当S断开时V2的示数为 V。
6.如图所示,电源电压不变,灯L1、L2完全相同。闭合S1,断开S2、S3,灯 L1、L2是 联的。闭合S1、S2,断开S3,电压表示数为U1;闭合S1、S3,断开S2,电压表示数为U2,则 = 。
7.如图所示,灯泡L1、L2的电阻分别为10Ω、20Ω,闭合开关S,通过L1、L2的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则
A.I1:I2=1:1,U1:U2=2:1 B.I1:I2=1:2,U1:U2=1:1
C.I1:I2=1:1,U1:U2=1:2 D.I1:I2=1:2,U1:U2=1:2
8.在图甲所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则通过电阻. 、R2的电流I1、I2和它们两端电压 、 之比分别为( )
A. B.
C. D.
9.(2026·花溪模拟)小松在实验室做“探究串联电路电压特点”的实验,他用两节新干电池串联作为电源,并设计了如图所示的电路:
次数
两端电压
两端电压
、两端电压
1
1.5
1.5
3.0
2
1.8
1.2
3.0
3
1.4
3.0
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)实验过程中,突然熄灭,更亮,且电压表无示数,则故障原因可能是 。
(3)记录的实验数据如表格所示第3次实验中,小松忘了记录两端电压值,该值应为 。
(4)在实验过程中,小松还发现2、3次实验中灯与灯的亮度不同,请根据表格中的数据分析灯比灯 ,理由是 。
10.探究串联电路中电压的规律。
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整 ;
(2)连接电路时,开关应处于 状态,正确连接电路后,闭合开关,若两灯都不发光,且电压表示数接近电源电压,则故障的可能原因为 ;
(3)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC,其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表:
实验次序
电压UAB/V
电压UBC/V
电压UAC/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路中总电压等于各部分电路两端电压 ;
②为使结论更具普遍性,小明要进行的操作是 。
🚀能力跃升
1.如图所示,在A、B两个虚线框内分别填入电源和开关的电路符号。需要满足:当开关都闭合时,两灯组成并联电路。A 虚线框内应填的符号是 ,B虚线框内应填的符号是 。
2.如图所示,电源电压为3V,电压表的示数为2V,则灯泡L2两端的电压为( )
A.5V B.3V C.2V D.1V
3.在如图甲所示的电路中, ヽ 都是有0~3V 和0~15V 两个测量范围的电压表。当闭合开关后,两个电压表的指针偏转均如图乙所示,则灯泡 、 两端的电压分别为( )
A.9.6V 2.4V B.12V 2.4V
C.2.4V 12V D.2.4V 9.6V
4.如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关 S1闭合、S2断开时,电压表的示数是3V,当开关 S1断开、S2闭合时,电压表的示数是5V,则 S1、S2都断开时,灯L1和L2两端的电压分别为 ( )
A.2V和3V B.3V 和2V C.2V和8V D.2V和5V
5.图甲所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转为图乙所示,则电灯L1和L2两端的电压分别为( )
A.1.5V 1.5V B.7.5V 7.5V
C.1.5V 6V D.6V 1.5V
6.如图所示,电源电压保持不变,当开关S1断开,S2闭合时,电压表示数为;当开关S1闭合,S2断开时,电压表示数为;则L1和L2两端电压分别是( )
A.和1.5V B.1.5V和 C.和 D.1.5V和
7.在图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电表①②③是电压表或电流表。当开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.若①②③是电压表时,L1发光,L2不发光
B.若①②③是电流表时,①②③均可能被烧坏
C.若①③是电压表,②是电流表时,L1、L2并联
D.若①③是电流表,②是电压表时,③表示数一定大于①表示数
8.(2026九上·余庆期末)如图所示是某同学探究串联电路的电压规律所连接的电路。闭合开关后,发现小灯泡 不发光,但小灯泡L1正常发光,且电压表有示数。下列说法正确的是( )
A.电压表测量的是小灯泡L2两端的电压
B.小灯泡L1不发光可能是小灯泡L1断路
C.将导线①的左端改接到 a 接线柱,闭合开关后电压表会被短路
D.要测量L1两端的电压,可以直接将导线②的上端改接到 a 接线柱
🌟思维挑战
1.请仔细观察并分析电路图,下列说法正确的是( )
A.两灯串联,两电压表的示数相同
B.两灯并联,两电压表的示数不同
C.两灯串联,两电压表的示数不同
D.两灯并联,两电压表的示数相同
2.如图电路,电源电压恒定不变。闭合开关、,小灯泡、均正常发光,电流表和电压表均有示数。则( )
A.电流表测通过小灯泡的电流 B.小灯泡两端的电压比的大
C.若只断开,电流表示数不变 D.若只断开,小灯泡将变亮
3.如图所示,电源电压保持不变,开关全部闭合后,两灯都正常发光。不考虑灯泡电阻的变化,下列说法正确的是( )
A.开关都闭合是一个串联电路
B.电流表测量的是灯的电流
C.取下灯泡,电压表示数为0
D.断开,电流表示数变小,灯泡亮度不变
4.随着智能家居的普及,家庭里的LED灯带、感应小夜灯、门铃指示灯等常常采用串联电路连接。为了研究这类照明电路的电压分配规律,小明用如图所示的电路探究“串联电路的电压规律”,下列说法正确的是( )
A.测出电压后,导线b不动,将导线从a改接到c,可测出两端电压
B.更换不同规格的小灯泡重复实验,是为了求平均值减小实验误差
C.实验结论:串联电路中电压处处相等
D.若灯泡被短路,则并联在两端的电压表示数为0
5.为了“探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,某实验小组准备了如下实验器材:
A.蓄电池组一个(电压为6 V)
B.小灯泡两类规格(额定电压分别为3.8V,3V)各若干个
C.电压表三个(测量范围0~3 V,0~15 V)
D.开关一个,导线若干
(1)通过讨论,实验小组设计了如图甲所示的电路图,L1、L2均选用额定电压为3 V的小灯泡,由于实验前未明确L1、L2两端的电压大小,故电压表 V1、V2的测量范围应选 (选填“0~3 V”或“0~15 V”),待完成L1、L2电压值的初步测量后,最终选定 、 的测量范围。
(2)之后接入电压表V,完成实物连线如图乙所示,经检查有一根导线连接错误,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现L1不亮, 几乎不偏转,L2过亮,V2超测量范围,造成这一现象的原因可能是 L1发生了 (选填“短路”或“断路”)。
(4)故障排除后,测量结果如下表所示,V2的读数如图丙所示,请将相应的读数填入下表。
电压表
V1
V2
v
电压U/V
2.6
5.5
(5)结合上述测量结果,实验小组提出如下猜想:在实验误差允许的范围内,电源两端电压等于串联电路中用电器两端的电压之和,且用电器两端电压均分电源两端电压。这样得出结论不可靠的原因是 。
6.在探究“串联电路中的电压特点”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,在图乙中将实验电路连接完整;
(2)闭合开关,电压表此时测量 两端的电压;
(3)某小组操作中他们将电压表并联在两端,闭合开关,发现灯泡不亮,灯泡发光,电压表有较小示数,下列分析合理的是( )
A.断路 B.短路
C.电阻比电阻小 D.电阻比电阻大
(4)另一小组将测出的实验数据,填在表格中,其中丙图是他们所测的两端的电压请将读数填在表格中为 V。请指出表格设计的不足之处: 。
/V
/V
/V
1.3
3
7.小明用如图甲所示的电路来探究串联电路的电压特点。
(1)根据图甲连接好电路,闭合开关,发现电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该 ,再进行实验。
(2)测出 L1 两端电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改接在 B、C 两点之间,小聪认为小明的操作太麻烦,只需将电压表与 A 点相连的导线拆下改接到 C 点即可。小聪的办法是否可行? 。理由是: 。
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