16.2串、并联电路中电压的规律 同步练习 2026-2027学年人教版物理九年级全一册
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内容正文:
2026-2027学年度人教版九年级全一册物理同步分层作业
16.2串、并联电路中电压的规律
第一部分基础达标
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,是常用手电筒的电路结构图,下列关于该手电筒的说法正确的是( )
A.手电筒的塑料壳是导体
B.两节新的干电池串联可以提供3V的电压
C.按下按键,电路中的电流方向由按键流向灯泡
D.流过小灯泡的电流大于流过按键的电流
2.在探究并联电路的电压规律时,小明连接的电路如图所示,以此测量了电源电压U、L1支路的电压U1和L2支路的电压U2,并且发现U1=U2=U。若要得到结论“并联电路中,各支路电压都等于电源电压”,则下一步应进行的操作是( )
A.更换不同规格的灯泡,多做几次实验
B.将L1和L2的位置交换,多做几次实验
C.保持电源、灯泡不变,进行多次测量
D.改变电压表的量程,多做几次实验
3.在探究“串、并联电路电压特点”的实验中,有同学整理课堂笔记如下,其中有问题的是( )
A.在连接电路过程中,开关要保持断开状态
B.在不确定待测电压时,应该先采用大量程试触
C.测量时,应该尽量选取相同规格的灯泡进行实验
D.电压表应该与待测用电器并联
4.长短、粗细都相同的铜导线和镍铬合金线,将它们串联在电路中,通过它们的电流分别为I1和I2;将它们并联在电路中,铜导线和镍铬合金线两端的电压分别为U1和U2。则( )
A.I1>I2 B.I1<I2 C.U1=U2 D.U1>U2
5.用如图甲所示的电路探究串联电路的电压特点。关于该实验,下列说法中正确的是( )
A.L1、L2灯泡规格应相同
B.闭合开关前,电压表指针如图乙所示,说明电压表要校零
C.闭合开关,测出L1两端电压后,仅将电压表左侧导线从a端改接到c端,可测出L2两端电压
D.该实验得到的结论是串联电路中电压处处相等
6.如图所示的电路中,电源电压恒为4.5V,R1、R2是定值电阻,当开关S闭合时,电压表V2的示数为1.5V,则正确的是( )
A.R1两端的电压为3V
B.R2两端的电压为3V
C.电压表V1测R1两端的电压
D.电压表V2测R1两端的电压
7.在如图甲的电路中,当闭合开关S后,电路正常工作,两只电压表指针均为如图乙所示,则电阻R1、R2两端电压分别是( )
A.6V 7.5V B.7.5V 1.5V
C.1.5V 7.5V D.6V 1.5V
8.如图,灯泡L2比L1亮,电压表V示数为4.5V,下列说法正确的是( )
A.V1示数大于4.5V B.V1示数等于4.5V
C.V2示数小于4.5V D.V2示数大于4.5V
9.如图所示,电源电压为6V,闭合开关S,电压表的示数为5V,则( )
A.灯泡L1两端的电压是5V
B.灯泡L1和L2的电阻之比是1:5
C.若灯泡L2的灯丝烧断,电压表示数为零
D.通过灯泡L1的电流大于通过灯泡L2的电流
10.如图电路,电源电压恒定不变。闭合开关S1、S2,小灯泡L1、L2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L2的电流
B.小灯泡L2两端的电压比L1的大
C.若只断开S2,电流表示数不变
D.若只断开S2,小灯泡L1将变亮
二.填空题(共4小题)
11.如题图取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压,如图所示,则其中 (选填“铜片”或“铁片”)是水果电池的负极,该水果电池的电压为 V,为获得更高电压,可以将多个水果电池 (选填“串联”或“并联”)。
12.小明在“探究串联电路电压规律”实验中,闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是 ;电路正常后,小明接下来想测灯泡L2的电压,将A接线柱改接到C点,B接线柱保持不动,他 (选填“能”或“不能”)测出L2的电压。
13.如图所示为甲、乙两灯电流与电压变化关系的图像,如果把甲、乙两灯并联在9V电源上时,干路电流为 A;如果把甲、乙两灯串联在电流为0.5A的电路中,则电源电压为 V。
14.如图所示电路中,若电源电压为6V,电压表的示数为2V,则灯泡L1两端的电压为 V,L2两端的电压为 V。
三.实验探究题(共2小题)
15.小华和同学进行“探究串联电路的电压关系”的实验,电路如图甲所示。
(1)小华根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现两灯不亮,电压表示数不为零,若电路只有某一个灯发生了故障,则故障可能是 。
(2)排除故障后,小华同学在做第2次实验时,电压表示数如乙图所示为 V,小华完成了实验,并把数据记录在表中,他根据表格数据得出结论:在串联电路中, 。(用含U1、U2和U的式子表示)
实验次数
L1两端电压U1/V
L2两端电压U2/V
串联总电压U/V
1
1.5
3.0
4.5
2
1.8
3.0
3
1.5
0.9
2.4
16.某小组在“探究并联电路中电压的特点”实验中。
(1)如图甲,根据电路图,用笔画线表示导线,将实物连接起来;
(2)连接电路时,开关处于 状态;
(3)正确连接好电路后,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为 V;
(4)测得灯泡L1两端电压后,再测得灯泡L2两端电压和A、B两端电压,记录数据。接下来换用不同规格灯泡多次实验,其目的是 ;
(5)评估交流环节,有同学提出:实验中连接完电路,闭合开关,发现电压表指针反向偏转,原因是 。某组同学测量过程中,突然灯L2灯丝断了,则L1的亮度将 。
第二部分 素养提升
一.选择题(共5小题)
1.如图所示是新型的LED灯带,它是由多个发光二极管串联后接入家庭电路的,以下说法正确的是( )
A.单个LED工作电压是220V
B.由于LED是由超导材料制成,电阻为零
C.即使灯带中各个LED实际发光亮度不同,通过它们的电流仍相等
D.LED主要是将电能转化为内能
2.小林利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.连接电路时,开关要闭合,是为了防止错误连接引起短路
B.闭合开关后两灯均不亮,电压表有示数,则可能是灯L2接触不良
C.若想测量L2两端电压,只需将电压表A点的接线换到C点即可
D.更换不同规格的小灯泡多次实验的目的与多次探究杠杆平衡条件的目的相同
3.某同学按图连接好电路,闭合开关后把电压表依次接在a、b,b、c,c、d,d、e,e、a两端,测得的电压分别为0、3V、0、0、3V。闭合开关后下列接线柱两端的电压错误的是( )
A.a、c两端的电压Uac=3V
B.b、d两端的电压Ubd=3V
C.b、e两端的电压Ube=0V
D.c、e两端的电压Uce=0V
4.对于如图所示的电路,下列说法不正确的是( )
A.只闭合S2、S3,电阻R1、R2两端电压相等
B.只闭合S1,通过电阻R1、R2的电流相等
C.只闭合S1、S2,电阻R1、R2并联
D.同时闭合S1、S3,会造成电源短路
5.如图1所示,闭合开关S,已知电压表V1、V2的示数如图2、3所示。下列判断正确的是( )
A.电源电压为10V
B.电阻R1两端的电压为2V
C.电阻R2两端的电压为4V
D.电阻R1、R2两端电压之和为6V
二.填空题(共4小题)
6.有一种节日彩灯上有55只相同的小彩灯串联接到家庭电路中,55只小灯泡都发光,如果电源插头处的电流是220mA,那么通过每只灯泡的电流是 A,每只小灯泡两端的电压为 V。在使用过程中如果某一彩灯灯丝烧断了,所有彩灯都不发光,则用电压表测得该彩灯两端的电压为 V。
7.如图所示是A、B两定值电阻的U﹣I图像,若将它们并联接在6V电源的两端,则干路中的电流为 A;若将它们串联接在9V电源的两端,则电路中的电流为 A。
8.两种电学元件L与R的I﹣U关系图象如图所示,分析该图象,将L与R并联在电源两端的电压恒定为4V的电路中,干路中的电流为 A;若将L与R串联在电源两端的电压恒定为5V的电路中,L两端的电压 V。
9.如图甲所示电路,电源电压恒定。当开关S由接a转到接b时,电压表和电流表的示数变化如图乙所示。当开关S接到b处时,小灯泡L2两端的电压是 V。
三.实验探究题(共2小题)
10.小明和小亮在探究“并联电路电压的规律”的实验,小明先按图甲所示电路图连接图乙所示的实物图(电压表尚未连接)。
(1)小亮一眼就看出了小明连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现 (填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成 损坏。
(2)小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的①②两根导线中的一端,就使电路连接正确了。他的做法可能是 (指出一种即可)。
(3)分别测出L1、L2、电源两端的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端电压相等。小亮认为仅完成一次实验测量,实验次数太少,不能得出有效结论。你认为应当: 。
U1/V
U2/V
U/V
2.4
2.4
2.4
11.小亮在探究“串联电路的电压规律”实验中,连接了如图甲的电路,电源为两节新干电池。
(1)闭合开关,用电压表测量L1两端的电压时,电压表示数如图乙,为了使本次测量结果更精确,接下来的步骤应该是: (填字母);
A.断开开关,将电压表更换为小测量范围
B.断开开关,将电压表重新调零
(2)用电压表分别测出L1和L2两端电压及电源两端电压的值分别为U1、U2、U,经过多次实验,得到的数据记录在表中。分析实验数据,可得到串联电路的电压规律是 (用公式表示);
实验次序
U1/V
U2/V
U/V
1
2.3
0.7
3.0
2
2.0
1.0
3.0
3
1.7
1.3
3.0
(3)小亮为了不反复拆接电压表,设计了图丙所示的电路,他的思路是:只闭合开关S和S1,电压表测L1两端的电压;只闭合开关S和S2,电压表就可以测L2两端的电压。请你评估一下这种设计存在的问题是: 。
四.计算题(共2小题)
12.如图所示,电源电压保持不变,当S2、S3闭合,S1断开时,电压表示数为6V。求:
(1)电源电压是多少?
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为2V,则R1两端的电压为多少?
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.3A和0.1A,则通过R2的电流是多少?
13.在如图所示的电路中,L1和L2为两只灯泡,当开关闭合后电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.2A,电压表V的示数为3V,求:
(1)灯泡L1和L2两端的电压分别是多少?
(2)电源电压是多少?
(3)流过灯泡L1和L2的电流分别是多少?
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2026-2027学年度人教版九年级全一册物理同步分层作业
16.2串、并联电路中电压的规律
第一部分基础达标
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,是常用手电筒的电路结构图,下列关于该手电筒的说法正确的是( )
A.手电筒的塑料壳是导体
B.两节新的干电池串联可以提供3V的电压
C.按下按键,电路中的电流方向由按键流向灯泡
D.流过小灯泡的电流大于流过按键的电流
【答案】B
【解答】解:A.塑料的导电性很差,是常见的绝缘体,手电筒的塑料壳是绝缘体,故A错误;
B.一节干电池电压为1.5V,两节新的干电池串联可以提供3V的电压,故B正确;
C.按下按键,电路中的电流方向是由灯泡流向按键,故C错误;
D.串联电路各处的电流相等,流过小灯泡的电流等于流过按键的电流,故D错误。
故选:B。
2.在探究并联电路的电压规律时,小明连接的电路如图所示,以此测量了电源电压U、L1支路的电压U1和L2支路的电压U2,并且发现U1=U2=U。若要得到结论“并联电路中,各支路电压都等于电源电压”,则下一步应进行的操作是( )
A.更换不同规格的灯泡,多做几次实验
B.将L1和L2的位置交换,多做几次实验
C.保持电源、灯泡不变,进行多次测量
D.改变电压表的量程,多做几次实验
【答案】A
【解答】解:根据一组实验数据得出的实验结论具有偶然性,不能得出普遍性规律,为得出普遍性的规律,下一步应改变电源电压或更换不同规格的灯泡,再做几次实验。改变电压表的量程,再做几次实验,实际上没有意义。
故选:A。
3.在探究“串、并联电路电压特点”的实验中,有同学整理课堂笔记如下,其中有问题的是( )
A.在连接电路过程中,开关要保持断开状态
B.在不确定待测电压时,应该先采用大量程试触
C.测量时,应该尽量选取相同规格的灯泡进行实验
D.电压表应该与待测用电器并联
【答案】C
【解答】解:A、为保证电路安全,连接电路时应断开开关,故A正确;
B、在不确定待测电压时,应该先采用大量程试触,故B正确;
C、测量时,应该尽量选取不同规格的灯泡进行实验,故C错误;
D、电压表应与被测电路并联,故D正确;
本题选错误的,故选C。
4.长短、粗细都相同的铜导线和镍铬合金线,将它们串联在电路中,通过它们的电流分别为I1和I2;将它们并联在电路中,铜导线和镍铬合金线两端的电压分别为U1和U2。则( )
A.I1>I2 B.I1<I2 C.U1=U2 D.U1>U2
【答案】C
【解答】解:AB、串联电路电流处处相等,铜导线和镍铬合金线串联在电路中,通过它们的电流相等,即I1=I2,故AB错误;
CD、将它们并联在电路中,铜导线和镍铬合金线两端的电压分别为U1和U2,并联电路各支路两端电压与电源电压相等,则U1=U2,故C正确、D错误。
故选:C。
5.用如图甲所示的电路探究串联电路的电压特点。关于该实验,下列说法中正确的是( )
A.L1、L2灯泡规格应相同
B.闭合开关前,电压表指针如图乙所示,说明电压表要校零
C.闭合开关,测出L1两端电压后,仅将电压表左侧导线从a端改接到c端,可测出L2两端电压
D.该实验得到的结论是串联电路中电压处处相等
【答案】B
【解答】解:A、为了使实验结论具有普遍性,避免偶然性,实验中最好选择规格不同的小灯泡进行实验,故A错误;
B、由图乙知,闭合开关前,电路为断路,电压表的指针应指在零刻度线处,电压表的指针如图乙所示,其原因可能是电压表指针没有调零,故B正确;
C、若测出L1两端电压后,仅将电压表左侧导线从a端改接到c端,这一做法存在的问题是电压表正负接线柱接反,导致电压表的指针反向偏转,有可能损坏电压表,故C错误;
D、串联电路总电压等于各部分电压之和,故D错误。
故选:B。
6.如图所示的电路中,电源电压恒为4.5V,R1、R2是定值电阻,当开关S闭合时,电压表V2的示数为1.5V,则正确的是( )
A.R1两端的电压为3V
B.R2两端的电压为3V
C.电压表V1测R1两端的电压
D.电压表V2测R1两端的电压
【答案】A
【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量R2两端的电压,
当开关S闭合时,电压表V2的示数为1.5V,即R2两端的电压U2=1.5V,
电源电压恒为4.5V,由串联电路的电压特点可知,R1两端的电压为U1=U﹣U2=4.5V﹣1.5V=3V,故A正确、BCD错误。
故选:A。
7.在如图甲的电路中,当闭合开关S后,电路正常工作,两只电压表指针均为如图乙所示,则电阻R1、R2两端电压分别是( )
A.6V 7.5V B.7.5V 1.5V
C.1.5V 7.5V D.6V 1.5V
【答案】D
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S后,电阻R1与R2串联,电压表V2测电源电压,电压表V1测电阻R2两端的电压,
由串联电路的电压规律可知,电压表V2示数应大于电压表V1示数,而两电压表的指针位置相同,则电压表V2的量程是0~15V,分度值是0.5V,其示数为7.5V,即电源电压U=7.5V;
电压表V1的量程是0~3V,分度值是0.1V,其示数为1.5V,即R2两端的电压U2=1.5V;
则电阻R1两端的电压:U1=U﹣U2=7.5V﹣1.5V=6V。
故选:D。
8.如图,灯泡L2比L1亮,电压表V示数为4.5V,下列说法正确的是( )
A.V1示数大于4.5V B.V1示数等于4.5V
C.V2示数小于4.5V D.V2示数大于4.5V
【答案】B
【解答】解:
由图知,两灯并联,电压表V1测L1两端电压,V2测L2两端电压,V测电源电压,
因为并联电路中各支路两端电压相等,等于电源电压,所以V1和V2的示数都等于4.5V。
故选:B。
9.如图所示,电源电压为6V,闭合开关S,电压表的示数为5V,则( )
A.灯泡L1两端的电压是5V
B.灯泡L1和L2的电阻之比是1:5
C.若灯泡L2的灯丝烧断,电压表示数为零
D.通过灯泡L1的电流大于通过灯泡L2的电流
【答案】B
【解答】解:A、由电路图可知,闭合开关S,L1与L2串联,电压表测L2两端的电压,则L2两端的电压为U2=5V,根据串联电路的电压特点可知,L1两端的电压:
U1=U﹣U2=6V﹣5V=1V,故A错误;
B、在串联电路中,由于电流相等,所以根据欧姆定律可得,灯泡L1和L2的电阻之比为:
,故B正确;
C、若灯泡L2灯丝烧断,电压表测量电源电压,示数为6V,故C错误;
D、因串联电路中各处的电流相等,所以通过灯泡L1的电流和L2的电流相等,故D错误。
故选:B。
10.如图电路,电源电压恒定不变。闭合开关S1、S2,小灯泡L1、L2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L2的电流
B.小灯泡L2两端的电压比L1的大
C.若只断开S2,电流表示数不变
D.若只断开S2,小灯泡L1将变亮
【答案】C
【解答】解: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。
故选:C。
二.填空题(共4小题)
11.如题图取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压,如图所示,则其中 (选填“铜片”或“铁片”)是水果电池的负极,该水果电池的电压为 V,为获得更高电压,可以将多个水果电池 (选填“串联”或“并联”)。
【答案】铁片;0.6;串。
【解答】解:电流要从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,电压表指针正向偏转。从图中可知,铜片接电压表的正接线柱,铁片接电压表的负接线柱,所以铜片是水果电池的正极,铁片是水果电池的负极。
电压表接入电路的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,指针指在0.6V的位置,所以该水果电池的电压为0.6V。
因为串联电路的总电压等于各部分电压之和,所以如果想增大水果电池的电压,可将多个水果电池串联。
故答案为:铁片;0.6;串。
12.小明在“探究串联电路电压规律”实验中,闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是 ;电路正常后,小明接下来想测灯泡L2的电压,将A接线柱改接到C点,B接线柱保持不动,他 (选填“能”或“不能”)测出L2的电压。
【答案】电压表量程过大;不能。
【解答】解:根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,指针偏转角度较小,所用量程过大;
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,并改接到C接点上,这样电压表正负接线柱接反,所以不能测出L2两端的电压。
故答案为:电压表量程过大;不能。
13.如图所示为甲、乙两灯电流与电压变化关系的图像,如果把甲、乙两灯并联在9V电源上时,干路电流为 A;如果把甲、乙两灯串联在电流为0.5A的电路中,则电源电压为 V。
【答案】1.3;13
【解答】解:如果把甲、乙两灯并联在9V电源上时,由于并联电路中各支路两端的电压相等,所以,它们两端的电压均为9V,由图像可知,通过两灯泡的电流分别是I甲=0.8A、I乙=0.5A,又因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流为:
I=I甲+I乙=0.8A+0.5A=1.3A;
当把甲、乙两灯串联在电流为0.5A的电路中时,由于串联电路中电流处处相等,所以通过两灯的电流都等于0.5A,
由图像可知,此时甲、乙灯泡两端的电压分别为:
U甲=4V,U乙=9V,
由于串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,则电源电压为:
U=U甲+U乙=4V+9V=13V。
故答案为:1.3;13。
14.如图所示电路中,若电源电压为6V,电压表的示数为2V,则灯泡L1两端的电压为 V,L2两端的电压为 V。
【答案】4;2
【解答】解:
由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,即UL2=2V,
串联电路中总电压等于各分电压之和,电源的电压U=6V,
则L1两端的电压:
UL1=U﹣UL2=6V﹣2V=4V。
故答案为:4;2。
三.实验探究题(共2小题)
15.小华和同学进行“探究串联电路的电压关系”的实验,电路如图甲所示。
(1)小华根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现两灯不亮,电压表示数不为零,若电路只有某一个灯发生了故障,则故障可能是 。
(2)排除故障后,小华同学在做第2次实验时,电压表示数如乙图所示为 V,小华完成了实验,并把数据记录在表中,他根据表格数据得出结论:在串联电路中, 。(用含U1、U2和U的式子表示)
实验次数
L1两端电压U1/V
L2两端电压U2/V
串联总电压U/V
1
1.5
3.0
4.5
2
1.8
3.0
3
1.5
0.9
2.4
【答案】(1)L1断路;(2)1.2;U=U1+U2。
【解答】解:(1)两灯串联,闭合开关后两灯都不亮,说明电路发生断路故障;电压表并联在L1两端,且示数不为零,说明电压表的两个接线柱能连通到电源两极,因此故障是与电压表并联的L1断路。
(2)电压表选用的是0~3V量程,该量程分度值为0.1V,读数为1.2V;
分析三组实验数据,可得出串联电路的电压规律:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和,表达式为U=U1+U2。
故答案为:(1)L1断路;(2)1.2;U=U1+U2。
16.某小组在“探究并联电路中电压的特点”实验中。
(1)如图甲,根据电路图,用笔画线表示导线,将实物连接起来;
(2)连接电路时,开关处于 状态;
(3)正确连接好电路后,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为 V;
(4)测得灯泡L1两端电压后,再测得灯泡L2两端电压和A、B两端电压,记录数据。接下来换用不同规格灯泡多次实验,其目的是 ;
(5)评估交流环节,有同学提出:实验中连接完电路,闭合开关,发现电压表指针反向偏转,原因是 。某组同学测量过程中,突然灯L2灯丝断了,则L1的亮度将 。
【答案】(1)如图所示:
;
(2)断开;
(3)2.8;
(4)多次测量,以得到普遍的规律;
(5)电压表正、负接线柱接反;不变。
【解答】解:(1)由图甲电路图可知,L1、L2并联,电压表测L1两端电压。可以根据电流路径法连接实物电路,电流从电源正极出发,先分为两条路径,分别经过L1、L2,之后汇合,再经过开关,回到电源负极;最后将电压表并联在L1两端,因电源为2节干电池,电源电压约为3V,所以电压表选择0~3V量程,注意电流从“3”接线柱流入、从“﹣”接线柱流出。如图所示:
。
(2)为保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
(3)由图乙可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.8V。
(4)探究并联电路中电压的特点,多次实验的目的是多次测量,以得到普遍的规律。
(5)闭合开关,电压表指针反向偏转,说明电流从“﹣”接线柱流入、从“+”接线柱流出,原因是电压表正、负接线柱接反;
测量过程中,突然灯L2灯丝断了,因并联电路中各支路互不影响,所以L1的亮度不变。故答案为:(1)如图所示:
;
(2)断开;
(3)2.8;
(4)多次测量,以得到普遍的规律;
(5)电压表正、负接线柱接反;不变。
第二部分 素养提升
一.选择题(共5小题)
1.如图所示是新型的LED灯带,它是由多个发光二极管串联后接入家庭电路的,以下说法正确的是( )
A.单个LED工作电压是220V
B.由于LED是由超导材料制成,电阻为零
C.即使灯带中各个LED实际发光亮度不同,通过它们的电流仍相等
D.LED主要是将电能转化为内能
【答案】C
【解答】解:A.由于是串联后接入家庭电路的,串联分压,所以单只LED灯工作电压小于220V,串联后总电压为220V,故A错误;
B.LED灯工作时发光发热,所以电阻不为0,不是超导体材料,是用半导体材料制成的,故B错误;
C.因为是串联,所以电流处处相等,故C正确;
D.灯工作时主要是发光,主要将电能转化为光能,故D错误。
故选:C。
2.小林利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.连接电路时,开关要闭合,是为了防止错误连接引起短路
B.闭合开关后两灯均不亮,电压表有示数,则可能是灯L2接触不良
C.若想测量L2两端电压,只需将电压表A点的接线换到C点即可
D.更换不同规格的小灯泡多次实验的目的与多次探究杠杆平衡条件的目的相同
【答案】D
【解答】解:A.为保护电路,连接电路时,开关要断开,而不是闭合,故A错误;
B.两灯串联,电压表测L1的电压,闭合开关后两灯均不亮,说明电路可能断路;电压表有示数,则电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,所以与电压表并联的灯L1断路,而不是灯L2接触不良,故B错误;
C.已测出L1两端的电压,与A相连的为电压表正接线柱,与B相连的为电压表的负接线柱,若想测量L2两端电压,需要将电压表与L2并联,且电流要从电压表正接线柱流入、负接线柱流出,将电压表A点的接线换到C点会造成电压表正负接线柱反接,故C错误;
D.探究“串联电路的电压规律”时,更换不同规格的小灯泡多次实验,是为了得出普遍性的规律;多次探究杠杆平衡条件,也是为了得出普遍性的规律,所以目的相同,故D正确。
故选:D。
3.某同学按图连接好电路,闭合开关后把电压表依次接在a、b,b、c,c、d,d、e,e、a两端,测得的电压分别为0、3V、0、0、3V。闭合开关后下列接线柱两端的电压错误的是( )
A.a、c两端的电压Uac=3V
B.b、d两端的电压Ubd=3V
C.b、e两端的电压Ube=0V
D.c、e两端的电压Uce=0V
【答案】C
【解答】解:A.由题意可知,电源电压U电源=Uea=3V,导线ab两端电压Uab=0V,灯泡bc两端电压Ubc=3V,导线cd两端电压Ucd=0V。闭合的开关de两端电压Ude=0V;根据串联电路电压规律可知,此时a、c两端的电压等于导线ab和灯泡bc两端的电压之和,即Uac=Uab+Ubc=0V+3V=3V,故A正确;
B.此时b、d两端的电压等于灯泡bc和导线cd两端的电压之和,即Ubd=Ubc+Ucd=3V+0V=3V,故B正确;
C.b、e两端的电压等于灯泡、导线ce两端电压之和,即Ube=Ubc+Uce=3V+0V=3V,故C错误。
D.c、e两端的电压,也就是c、e间导线两端的电压,所以Uce=0V,故D正确。
故选:C。
4.对于如图所示的电路,下列说法不正确的是( )
A.只闭合S2、S3,电阻R1、R2两端电压相等
B.只闭合S1,通过电阻R1、R2的电流相等
C.只闭合S1、S2,电阻R1、R2并联
D.同时闭合S1、S3,会造成电源短路
【答案】C
【解答】解:A.由图知,只闭合S2、S3,电阻R1、R2并联,根据并联电路的电压规律知,两电阻两端电压相等,故A正确;
B.由图知,只闭合S1,电阻R1、R2串联,根据串联电路的电流规律知,通过两电阻的电流相等,故B正确;
C.由图知,只闭合S1、S2,电阻R2被短路,电路为R1的简单电路,故C错误;
D.由图知,同时闭合S1、S3,电源两极被导线直接相连,所以电路会形成电源短路,故D正确。
故选:C。
5.如图1所示,闭合开关S,已知电压表V1、V2的示数如图2、3所示。下列判断正确的是( )
A.电源电压为10V
B.电阻R1两端的电压为2V
C.电阻R2两端的电压为4V
D.电阻R1、R2两端电压之和为6V
【答案】D
【解答】解:ACD、根据电路图可知,R1、R2串联连接,电压表V2测量电源电压,电压表V1测量R2两端电压,根据电压表V1的量程是3V,分度值0.1V,示数为2V;即R2的电压为U2=2V;
根据电压表V2的量程是0﹣15V,分度值0.5V,示数为6V;
故电源电压为6V,根据串联电路的特点知,R1、R2两端电压之和为6V,故AC错误,D正确;
B、R1两端的电压为U1=U﹣U2=6V﹣2V=4V,故B错误;
故选:D。
二.填空题(共4小题)
6.有一种节日彩灯上有55只相同的小彩灯串联接到家庭电路中,55只小灯泡都发光,如果电源插头处的电流是220mA,那么通过每只灯泡的电流是 A,每只小灯泡两端的电压为 V。在使用过程中如果某一彩灯灯丝烧断了,所有彩灯都不发光,则用电压表测得该彩灯两端的电压为 V。
【答案】0.22;4;220
【解答】解:小彩灯串联,由于串联电路中各处的电流相等,所以通过每只灯泡的电流均为:220mA=0.22A;
家庭电路的电压为220V,彩灯的规格相同,所以每只灯泡两端的电压相等,由于串联电路的总电压等于各分电压之和,所以每只灯泡两端的电压:;
某一彩灯灯丝烧断了,所有彩灯都不发光,说明电路为断路状态,此时该彩灯两端即断路处两端的电压等于电源电压,则用电压表测得该彩灯两端的电压为220V。
故答案为:0.22;4;220。
7.如图所示是A、B两定值电阻的U﹣I图像,若将它们并联接在6V电源的两端,则干路中的电流为 A;若将它们串联接在9V电源的两端,则电路中的电流为 A。
【答案】0.9;0.3
【解答】解:将A、B两电阻并联接在U=6V电源的两端时,UA=UB=6V,
由图象可知:IA=0.3A,IB=0.6A,
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电路中干路里的电流:
I=IA+IB=0.3A+0.6A=0.9A。
由图象可知,A的电阻为:
RA20Ω,B的电阻为:RB10Ω,
若将A、B两电阻串联接在U′=9V电源的两端,总电阻R总=RA+RB=20Ω+10Ω=30Ω,
电路中的电流:I′0.3A。
故答案为:0.9;0.3。
8.两种电学元件L与R的I﹣U关系图象如图所示,分析该图象,将L与R并联在电源两端的电压恒定为4V的电路中,干路中的电流为 A;若将L与R串联在电源两端的电压恒定为5V的电路中,L两端的电压 V。
【答案】1.2;1。
【解答】解:(1)若将它们并联在电源电压为4V的电路中,由并联电路电压特点可知,L和R两端的电压都为4V,由图象可知,此时:
IR=0.4A,IL=0.8A;
由并联电路电流特点可知,干路电流:
I=IR+IL=0.4A+0.8A=1.2A;
若将它们串联在电源电压为5V的电路中,则串联电路中电流处处相等,由图象可知,当电路中电流为0.4A时,
UL=1V,UR=4V,
电源两端的电压为:
U电源=UR+UL=4V+1V=5V;
符合题意,故若将它们串联在电源电压为5V的电路中,L两端的电压为1V。
故答案为:1.2;1。
9.如图甲所示电路,电源电压恒定。当开关S由接a转到接b时,电压表和电流表的示数变化如图乙所示。当开关S接到b处时,小灯泡L2两端的电压是 V。
【答案】4。
【解答】解:当开关S接a时,电路为L1的简单电路,电压表测电源电压,此时电流较大,由图乙可知电源电压U=6V。当开关S接b时,L1与L2串联,电压表测L1两端电压,此时电流较小,由图乙可知L1两端电压U1=2V,因此L2两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V。
故答案为:4。
三.实验探究题(共2小题)
10.小明和小亮在探究“并联电路电压的规律”的实验,小明先按图甲所示电路图连接图乙所示的实物图(电压表尚未连接)。
(1)小亮一眼就看出了小明连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现 (填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成 损坏。
(2)小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的①②两根导线中的一端,就使电路连接正确了。他的做法可能是 (指出一种即可)。
(3)分别测出L1、L2、电源两端的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端电压相等。小亮认为仅完成一次实验测量,实验次数太少,不能得出有效结论。你认为应当: 。
U1/V
U2/V
U/V
2.4
2.4
2.4
【答案】(1)短路;电源;
(2)将②的一端从接线柱C改接到D;
(3)换用不同规格的灯泡多次测量。
【解答】解:
(1)乙图中,如果直接闭合开关,导线连接在电源两端,将出现短路现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成电源损坏;
(2)图中,开关闭合后会出现短路现象,如要只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的①②两根导线中的一端,他的做法是将②的一端从接线柱C改接到D,此时两灯泡为并联电路;
(3)只根据一组数据得出的结论有偶然性,不能得出有效结论。为得出普遍性的结论,应换用不同规格的灯泡多次测量。
故答案为:
(1)短路;电源;
(2)将②的一端从接线柱C改接到D;
(3)换用不同规格的灯泡多次测量。
11.小亮在探究“串联电路的电压规律”实验中,连接了如图甲的电路,电源为两节新干电池。
(1)闭合开关,用电压表测量L1两端的电压时,电压表示数如图乙,为了使本次测量结果更精确,接下来的步骤应该是: (填字母);
A.断开开关,将电压表更换为小测量范围
B.断开开关,将电压表重新调零
(2)用电压表分别测出L1和L2两端电压及电源两端电压的值分别为U1、U2、U,经过多次实验,得到的数据记录在表中。分析实验数据,可得到串联电路的电压规律是 (用公式表示);
实验次序
U1/V
U2/V
U/V
1
2.3
0.7
3.0
2
2.0
1.0
3.0
3
1.7
1.3
3.0
(3)小亮为了不反复拆接电压表,设计了图丙所示的电路,他的思路是:只闭合开关S和S1,电压表测L1两端的电压;只闭合开关S和S2,电压表就可以测L2两端的电压。请你评估一下这种设计存在的问题是: 。
【答案】(1)A;(2)U=U1+U2;(3)电压表测这两次电压时,有一次电压表的正负接线柱会接反。
【解答】解:(1)用电压表测量L1两端的电压时,电压表示数如图乙,电压表选用0~15V的量程,但示数明显小于3V,所以为了使本次测量结果更精确,接下来的步骤应该是断开开关,电压表换用0~3V的量程。故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(2)分析实验数据则有2.3V+0.7V=3.0V,2.0V+1.0V=3.0V,1.7V+1.3V=3.0V
可得到串联电路的电压规律是U=U1+U2。
(3)只闭合开关S和S1,电压表与L1并联;只闭合开关S和S2,电压表与L2并联,但是在其中某次测量时,电压表的正负接线柱会接反,即电压表指针会反向偏转,所以会有一个灯泡两端的电压无法测得。
故答案为:(1)A;(2)U=U1+U2;(3)电压表测这两次电压时,有一次电压表的正负接线柱会接反。
四.计算题(共2小题)
12.如图所示,电源电压保持不变,当S2、S3闭合,S1断开时,电压表示数为6V。求:
(1)电源电压是多少?
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为2V,则R1两端的电压为多少?
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.3A和0.1A,则通过R2的电流是多少?
【答案】(1)电源电压是6V;
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为2V,则R1两端的电压为4V;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.3A和0.1A,则通过R2的电流是0.2A。
【解答】解:(1)当S2、S3闭合,S1断开时,电阻R1被短路;电路中只有R2,电压表测电源电压,电压表示数为6V,即电源电压为6V;
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,两电阻串联,电压表测R2的电压,此时电压表示数为2V,
根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可知,R1两端的电压为U1=U﹣U2=6V﹣2V=4V;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表A测总电流,电流表A1测通过R1的电流;根据并联电路电流的规律可得,通过R2的电流I2=I﹣I1=0.3A﹣0.1A=0.2A。
答:(1)电源电压是6V;
(2)当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为2V,则R1两端的电压为4V;
(3)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表A和A1的示数分别为0.3A和0.1A,则通过R2的电流是0.2A。
13.在如图所示的电路中,L1和L2为两只灯泡,当开关闭合后电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.2A,电压表V的示数为3V,求:
(1)灯泡L1和L2两端的电压分别是多少?
(2)电源电压是多少?
(3)流过灯泡L1和L2的电流分别是多少?
【答案】(1)灯泡L1和L2两端的电压都为3V;
(2)电源电压是3V;
(3)流过灯泡L1的电流为0.3A,流经灯泡L2的电流是0.2A。
【解答】解:(1)由电路图可知,L1和L2并联,电压表测量的是L2两端的电压,
由并联电路电压规律可知,L2两端的电压等于L1两端的电压,且等于电源电压。
所以灯泡L1和L2两端的电压U1=U2=3V;
(2)电源电压U=U2=3V;
(3)由图可知,电流表A1测量的是干路的电流,即Ⅰ=0.5A,电流表A2测量的是L2的电流,则流过灯泡L2的电流I2=0.2A,
由并联电路电流的规律可知,流过灯泡L1的电流I1=I﹣I2=0.5A﹣0.2A=0.3A。
答:(1)灯泡L1和L2两端的电压都为3V;
(2)电源电压是3V;
(3)流过灯泡L1的电流为0.3A,流经灯泡L2的电流是0.2A。
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