第15章 第5节 第2课时 探究:串、并联电路中电压的特点(作业手册)-【高效课堂】2026-2027学年九年级上册物理同步导学案(沪科版·新教材)
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内容正文:
第2课时探究:串、并联电路中电压的特点
01.基础达标
知识点一串联电路中电压的关系
1. 如图,在探究串联电路的电压规律时,闭合开关,小东用电压表测出L1、L2和AC两端的电压分别为2.3V、2.2V、4.5V.下一步的操作应该是
A. 整理器材,结束实验
B. 换用不同规格的小灯泡,多次实验
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
2. 如图甲是探究“串联电路电压规律”的实验电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是_____;
(2)连接电路时,开关应处于_____状态,实验中应选择规格_____(选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(3)连接好电路,把电压表接到灯L1两端,闭合开关,发现灯L1不亮,L2发光,电压表无示数,其原因可能是_____(填序号);
A.灯L1断路 B.灯L1短路 C.灯L2断路 D.电压表断路
(4)排除故障后,闭合开关,电压表指针在如图丙所示位置,则灯L1电压U1为_____V;
实验次数
U1/V
U2/V
U/N
1
1.8
3.0
2
2.0
1.0
3.0
3
1.7
1.3
3.0
(5)继续用电压表测出灯L2两端电压U2及总电压U,经过多次实验,得到的数据记录如表中分析数据可得串联电路电压特点是:_____(用公式表示);
(6)进行多次实验的主要目的是_____。
知识点二并联电路中电压的关系
3. 如图甲所示的电路中,用电压表测的电压,用电压表测的电压,合上开关后,电压表和的指针所指的位置如图乙所示,则电源电压为( )
A. B. C. D. 无法确定
4. 如图所示的电路中,闭合开关后,、正常发光。若将电压表正确地接在灯泡两端,则出现的现象及其描述正确的是( )
A. 被短接,只有发光
B. 电源被短路,两灯泡都不发光
C. 电压表能测量出两端的电压
D. 和两端的电压之和等于
5. 小其同学根据图甲的电路图,探究“并联电路中电压的关系”。
(1)实验中应选择________(填“相同”或“不同”)规格的小灯泡、连接电路。
(2)正确连接电路后,小其测出灯泡和两端的电压分别是和,测量电源两端电压时电压表示数如图乙所示,则电源两端电压是________V,分析数据发现三次测量值有差异,该同学认为可能是以下原因造成的,你认为其中合理的说法是________。
A.测量电压有误差
B.越靠近电源,电压越大
02.能力提升
6. 在图中,电源电压保持不变。当开关断开、闭合,电压表示数为;当开关闭合、断开时,电压表示数为,则灯和两端的电压分别是( )
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
7. 如图所示的电路中,当S闭合后,电压表V1的示数为7V,电压表V2示数为8V,若电源电压为12V,则灯L2两端的电压为( )
A. 4V B. 3V C. 5V D. 8V
8. 如图电路中,干电池组两端电压恒为。关于电压表的示数,下列说法正确的是( )
A. 开关闭合时,两电压表的示数均为
B. 开关断开时,两电压表的示数均为0
C. 开关闭合时,电压表的示数为0,电压表的示数为
D. 开关断开时,电压表的示数为,电压表的示数为0
9. 如图所示,电源电压是3V且保持不变,S闭合后电压表示数为1V,则灯L2两端的电压为 __________ V; 若断开开关,电压表示数将 __________ (选填 “变大”“变小”或“不变”)。
10. 在“探究并联电路中的电压关系”时,小册想把两个灯泡并联起来,用电压表测量并联电路的总电压。
(1)小册连接了如图所示电路,闭合开关后,会出现的情况是________;
A.只有L1亮 B.只有L2亮 C.L1和L2都亮 D.L1和L2都不亮
(2)请你检查一下电路,错在哪里?请把接错的一根导线找出来,打上“×”,再用笔画线将电路连接完整。______
(3)通过这个实验,可以得出:在并联电路中,各支路两端的电压________。
03.思维拓展
(成都中考改编)
11. 小红同学探究“串联电路中的电压关系”设计的电路如图甲所示。
(1)按如图甲所示电路,用笔画线代替导线把图乙实物电路连接完整。
(2)闭合开关后,电压表指针位置如图丙所示,此时应____________________________。
(3)在测量完两端的电压后,电压表接点的导线不动,将接点的那段导线改接到点上,则她___________(填“能”或“不能”)测出两端的电压。
(4)小庆学习过电学知识后,知道可以用电压表、电流表或导线检查电路故障,于是他设计了三个电路图并用相关器材进行连接,已知其中一个灯泡断路,为了准确判断哪个灯泡发生断路,请分析哪种检测方法最好:_______(填序号)。
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第2课时探究:串、并联电路中电压的特点
01.基础达标
知识点一串联电路中电压的关系
【1题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A.应该多做几次实验,故A错误;
B.多做几次实验,寻找普遍规律,需要我们换用不同规格的小灯泡,故B正确;
C.只有一次实验就行数据分析,实验结论具有偶然性,也有可能得出错误结论,故C错误;
D.换用量程,只能对数据有要求,不能得出普遍规律,故D错误;
【2题答案】
【答案】 ①. 对电压表进行调零 ②. 断开 ③. 不同 ④. B ⑤. 1.2 ⑥. U=U1+U2 ⑦. 避免结论的偶然性,使结论具有普遍性,寻找普遍规律
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,连接电路前,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上。
(2)[2]连接电路时,为了避免连线错误而烧坏电路元件,开关应处于断开状态。
[3]为了避免结论的偶然性,使结论具有普遍性,实验中应该选择规格不同的小灯泡,才能得出普遍规律。
(3)[4]闭合开关,两灯串联,发现灯L1不亮,L2发光,说明电路出现了短路现象,电压表示数为零,说明与电压表并联部分短路,则故障是灯L1短路,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[5]由图知,电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时的电压为1.2V。
(5)[6]由表格可知,第1次
1.2V+1.8V=3.0V
第2次
2.0V+1.0V=3.0V
第3次
1.7V+1.3V=3.0V
因此可以得出:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2。
(6)[7]由于一次实验得出的结论具有偶然性,为了探究串联电路电压的普遍规律,需要进行多次实验,故多次实验的主要目的是寻找普遍规律。
知识点二并联电路中电压的关系
【3题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】图甲中,L₁和 L₂是并联关系。并联电路的特点是:各支路两端的电压相等,且等于电源电压。题目中 V₁测 L₁电压,V₂测 L₂电压,理论上两个电压表示数应该相等,都等于电源电压。从图乙看,V₁和 V₂的指针位置不同,因此V₁选 0~15V量程,读数为 2.5V;V₂选 0~3V量程,读数为2.6V。因V₂分度值更小,测量更准确,故电压值取2.6V。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【4题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】由实物图可知,电流路径有两条,两灯泡并联,电源由两节干电池串联组成。电源电压 。并联电路电压规律 。
AB.电压表内阻很大,接在两端相当于断路,不会造成短路,两灯均正常发光,故AB错误;
C.电压表接在两端,测量电压,因并联电路,故电压表读数等于两端电压,故C正确;
D.两灯电压之和为,故D错误。
故选C。
【5题答案】
【答案】(1)不同 (2) ①. ②. A
【解析】
【小问1详解】
探究并联电路电压的普遍规律时,为了避免实验偶然性、得到具有普遍性的结论,需要选用不同规格的小灯泡进行多次实验。
【小问2详解】
电压表接的是0~3V量程,分度值0.1V,读数为2.8V。
实际实验中,测量工具本身精度限制、读数的细微偏差都会带来合理的测量误差,导致三次测量值有微小差异;而并联电路各支路两端电压相等,“越靠近电源电压越大”的说法不符合并联电路的电压规律,故选A。
02.能力提升
【6题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,当断开、闭合时,L1、L2串联,电压表测电源电压,即;当闭合、断开时,电压表测两端电压,即。根据串联电路电压规律,可得两端电压
故和两端的电压分别是和,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【7题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知,三个灯泡串联,电压表V1测L1与L2两端的电压之和,电压表V2测L2与L3两端的电压之和,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,L1两端的电压
U1=U-UV2=12V-8V=4V
灯L2两端的电压
U2=UV1-U1=7V-4V=3V
故选B。
【8题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】AC.开关闭合时:电路通路,灯泡正常工作。电压表并联在灯泡两端,测的是灯泡电压,也就是电源电压,示数为3V。电压表并联在开关两端,开关闭合时相当于导线,两端电压为0,故AC错误;
BD.开关断开时:电路断路。电压表仍并联在灯泡两端,但此时电路断开,灯泡两端没有电压,示数为0。电压表通过灯泡、断开的开关,间接接在电源两端,测的是电源电压,示数为 3V,故B错误,D正确。
故选D。
【9题答案】
【答案】 ①. 1 ②. 变大
【解析】
【详解】[1]由电路图知,当S闭合后,两灯串联,电压表测的是灯两端的电压,故灯两端的电压为1V。
[2]断开开关后,电压表测电源电压,此时示数为3V,故电压表示数将变大。
【10题答案】
【答案】 ①. B ②. ③. 相等
【解析】
【详解】(1)[1]根据图可知,电流从电源的正极出来,经过灯泡L2回到电源的负极,所以灯泡L2会发光;由于灯泡L1与电压表串联在电路中,所以通过L1几乎无电流,L1不发光,故选B。
(2)[2]由图可知,电压表串联在了电路中,电压表应并联在电路中,所以电压表右端的导线接错了,电流从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,如图所示:
(3)[3]根据实验可知,在并联电路中,各支路两端的电压是相等的。
03.思维拓展
(成都中考改编)
【11题答案】
【答案】(1) (2)断开开关,电压表换用的量程
(3)不能 (4)
【解析】
【小问1详解】
按照图甲的电路图,电路为L₁与L₂串联,电压表并联在L₁两端:从电源正极出发,依次连接开关、L₂、L₁,最后回到电源负极,形成串联回路。电压表的两个接线柱分别接在L₁的两端(A、B两点),电流需“正进负出”,选择合适量程(0~3V)。如图所示:
【小问2详解】
图丙中电压表接的是0~15V 量程,指针偏转角度很小,说明当前量程选择过大。此时应:断开开关,换用0~3V 量程重新测量。
【小问3详解】
不能。 理由:电压表接 A 点的导线改接到 C 点后,电流会从电压表的负接线柱流入、正接线柱流出,违反了电压表“正进负出”的使用规则,指针会反向偏转,无法正确测量 BC 两端电压。
【小问4详解】
方案 A(电压表):电压表并联在L₁两端。若L₁断路,电压表会串联在电路中,示数接近电源电压;若 L₂断路,电压表示数为0。可以准确判断故障灯泡,且不会损坏电路元件。方案 B(电流表):电流表并联在 L₁两端。若L₁断路,电流表直接接在电源两端,会造成电源短路,烧坏电流表或电源,存在安全隐患。方案 C(导线):导线并联在L₁两端。若L₁断路,导线直接接通电路,若L₂完好,会造成电源短路,烧坏电源或L₂,存在安全隐患。因此,方案 A 最好。
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