串并联电路的电压规律 电压、探究串并联电路电压的规

电压、探究串并联电路电压的规一、学习目标:

1. 知道电压是产生电流的原因,电源是提供电压的装置;

2. 知道电压的单位,记住常见电压的数值;

3. 知道电压表的用途与符号,知道正确使用电压表的规则,能识别和选择电压表的量程,会正确读数。

4. 学会正确使用电压表测量串联电路和并联电路的电压;

5. 能通过分析实验数据,归纳总结出串联电路和并联电路的电压规律。

 

二、重点、难点:

重点:电压表的使用;串、并联电路的电压规律

难点:用电压表判断电路故障

 

三、考点分析:

此部分内容在中考物理中的要求如下:

知识点

考纲要求

题型

分值

电压

知道

填空、选择题

1~3分

电压的测量

知道

填空、选择、作图、实验题

1~3分

串、并联电路的电压规律

理解

填空、选择、作图、实验、计算题

1~5分

 

知识梳理

一、电压:

(1)电压是形成电流的原因:电压使电路(导体)中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是提供电压的装置。

【说明】一些需要记住的电压值:一节干电池1.5V;家庭电路的电压220V;安全电压不高于36V。

【注意】说电压时,要说“XXX”两端的电压;说电流时,要说通过“XXX”的电流。

(2)电压的单位:伏特(V),常用单位:kV 、mV 、μV 

1kV=103V ; 1V=103mV ; 1V=106μV; 1mV=103μV

 

二、电压的测量---电压表的使用:

工具

电压表,符号:

量程

0—15V;每大格5V、每小格0.5V

0—5V;每大格1V、每小格0.1V

使用

使用前

“三看清”即,看清接线柱上标的量程,看清每大格所表示的电压值、看清每小格所表示的电压值

调零

如无法估计待测电压大小时,先选大量程,快速试触

使用时

① 电压表要并联在电路中

② 电流从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,否则指针反偏

③ 被测电压不要超过电压表的最大测量值

【说明】在测量范围内,可以直接把电压表连到电源两极上,测出电源电压。

 

三、电流表、电压表的比较

 

电流表

电压表

符号

连接

串联

并联

直接连接电源

不能

量  程

0-0.6A, 0-3A

0-3V, 0-15V

每大格

0.2A, 1A

1V, 5V

每小格

0.02A, 0.1A

0.1V, 0.5V

内阻

很小,几乎为零相当于(一根导线)短路

很大,相当于开路

串并联电路的电压规律 电压、探究串并联电路电压的规

调零;读数时看清量程和每大(小)格所表示的电压(电流)值;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值。

 

四、利用电流表、电压表判断电路故障

(1)电流表示数正常而电压表无示数:

“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表,则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。

(2)电压表有示数而电流表无示数

“电压表有示数”表明电路中有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是:①电流表短路;②和电压表并联的用电器开路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。

(3)电流表和电压表均无示数

“两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流通过。

五、串、并联电路的电流、电压规律

 

串联

并联

电流

文字

串联电路中各处电流都相等

并联电路中总电流等于各支路中电流之和

符号

I=I1=I2=I3=……=In

I=I1+I2+I3+……+In

电压

文字

串联电路中总电压等于各部分电路电压之和

并联电路中各支路两端的电压都相等

符号

U=U1+U2+U3+……+Un

U=U1=U2=U3=……=Un

 

典型例题

知识点一:电压

【例1】下面是四位同学就电源、电压、电流所提出的看法,其中你认为错误的是(     )

A. 小红:电源是提供电压的装置

B. 小月:电路中只要有了电源,就一定会形成电流

C. 小光:干电池是将化学能转化为电能的装置

D. 小薇:电压是形成电流的原因

【解析】电压是电路中产生电流的原因,电源是提供电压的装置。电路中形成电流必须有两个条件:一是电路中有提供电压的电源,二是电路必须是闭合的;干电池是将化学能转化为电能的装置。

【答案】B

[针对练习]下列说法中正确的是(     )

A. 电路两端只要有电压就会有电流

B. 电压一定会使导体中的电子不断地移动

C. 电路中有电流,电路两端一定有电压

D. 电流使导体两端有电压

[答案]C

 

知识点二:用电压表测电压

【例2】如图所示,当开关S闭合时用电压表能测出灯L1两端电压的是(     )

【解析】电压表测电压时,必须与被测部分并联:A与B都是测L2的电压;C中测的是电源电压。

【答案】D

[针对练习1] 如图所示,L1和L2是两只相同的小灯泡,a、b是电流表或电压表.闭合开关S后,若两灯都能发光,则(     )

A. a、b均为电流表

B. a、b均为电压表

C. a为电流表,b为电压表

D. a为电压表,b为电流表

[答案]C

[针对练习2] 如图所示,请用笔画线代替导线,完成电路的连接。要求:L1与L2串联,电压表测L1两端的电压。

知识点三:串、并联电路的电压规律

【例3】李瑞同学在参加物理实验技能大赛时,对串联电路的电压规律进行了探究。

 

【猜想与假设】串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。

【设计与进行实验】(1)按如图所示的电路图连接电路;

(2)闭合开关,用电压表测出L1两端的电压;   

(3)在测L2两端的电压时,李瑞同学为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B点不动,只断开A点,并改接到C点上;

(4)测出AC间的电压。

【交流与评估】(1)在拆接电路时,开关必须         ;

(2)李瑞同学用上面的方法能否测出L2两端的电压?       ,为什么?               ;

(3)方法改进后,实验数据记录如右表,李瑞同学分析后得出结论:串联电路总电压不等于各用电器两端的电压之和;他的结论与猜想        (选填“能”或“不”)相符;这个实验在设计方案上还存在的不足之处是                              (写出一条)。

【解析】(1)在连接电路和拆除电路时,开关必须断开,以免电路连接错误或误接触造成电路损坏;(2)改接一个接线柱后,会因为接线柱的接法接反,而使电压表指针反偏,损坏电压表且无法正确读出示数;(3)得出规律类的实验,必须多次测量找普遍规律,避免实验的偶然性。

【答案】(1)断开   (2)不能   电压表的正负接线柱接反了 (3)不   只凭一组实验数据就得出结论带有偶然性,不能得出正确的结论,应多次测量

针对练习:如图所示,电源电压为6V。闭合开关后,电压表V1的示数为3V,电压表V2的示数为5V,则L1的电压U1为    V,L2的电压U2为    V,L3的电压U3为    V。

答案:1  2  3

 

提分技巧

?        电路中产生电流的条件:有电源;电路必须闭合。

?        电压表的使用规则是:“三要、一不要、两看清、一注意”:即一要指针调零,二要并联接入,三要正进负出;不要超过电压表的量程;一要看清量程和分度值,二要看清指针的位置;注意:在不能预先估计待测电压的大小时,需先用大量程试触。

?        串联电路中,电流处处相等,总电压等于各部分电压之和;并联电路中干路电流等于各支路的电流之和,各支路两端电压相等。

?        探究串、并联电路的电流或电压规律实验中,为防止实验数据的偶然性,应使用不同规格的小灯泡多次测量。

?        串联电路中,每个电流表的示数要相等;并联电路中,每个电压表的示数要相等。

 

预习导学

l         铁、铜、铝、锡、石墨等都是导体,为什么人们常常用“铜”、“铝”做导线(电线),而不是其他的材料?如何来描述导体的导电性能?

l         台灯可以调节亮暗,收音机可以调节音量,这些用电器是如何来改变它们的亮暗、音量的?调节的原理是什么?

同步练习

(答题时间:45分钟)

1. 在做“练习使用电压表”实验时,小华把电压表接成了如图所示的电路,小灯泡的规格为“1.2 V”,电池的电压为1.5V。闭合开关S后,小灯泡_________(选填“发光”或“不发光”),电压表的示数为_________V。

2. 如图所示,当开关S闭合后,要使灯泡L1、L2并联,甲表是_________、乙表是_________。(选填“电流表”或“电压表”)

 

 

3. 如图所示,开关S闭合后,L1和L2的连接方式是_________联,V1测_________两端的电压,V2测_________两端的电压。若V1的示数是2.6V,V2的示数是1.3V,则L1两端的电压是_________V,电源电压是_________V。

4. 如图所示的电路中,各个元件均能正常工作。当开关闭合后,下列说法正确的是(     )

A. 两表指针有明显偏转

B. 两表指针几乎不动

C. 电流表指针有明显偏转,电压表指针几乎不动

D. 电压表指针有明显偏转,电流表指针几乎不动

5. 如图所示,闭合开关后能测出小灯泡L1两端电压的电路图是(     )

6. 在探究串并联电路电压的规律实验中,不需要的实验器材是(     )

A. 电源         B. 小灯泡           C. 电流表             D. 电压表

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=2V,Ubc=2V,Uac =4V。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. 分析数据,得出结论

C. 换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值

D. 换用电压表的另一量程,再测出一组电压值

8. 水果含有果酸。如图所示在水果中插入两片不同金属制成的极板,就组成了一个水果电池。某科学兴趣小组对影响水果电池电压大小的因素进行了实验研究。

(1)在水果中插入不同金属制成的极板,并保持两块极板之间的距离、极板与水果的接触面积不变,用电压表直接测量两块极板之间的电压,结果如下表:  

① 请在方框中画出这个实验的电路图;

② 分析实验数据可以得出:在上述条件下,水果电池的电压与_____________________有关,还与__________________有关;

(2)若该小组的同学选用一只橙子并用铜——锌作极板,研究水果电池的电压跟极板与水果的接触面积之间的关系时,应控制__________________不变;

(3)关于影响水果电池电压大小的因素,你还可以研究的问题是__________________ (写出一个)。

9. 在做“探究串联电路中的电压规律”的实验时,有多个灯泡可供选择,小明把两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上,如图所示:

(1)当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时,闭合开关后测得的数据是:UAB= 0,UBC= 12V,UAC =12V,则故障可能是_________________________________ 。

(2)故障排除后,实验正常进行,通过测量得到了两组实验数据如下表所示,分析两组实验数据,可得出: _____________________________________________________。

 

实验次数

AB间电压U1

BC间电压U2

AC间电压U3

1

4V

8V

12V

2

6V

6V

12V

(3)你认为本实验设计有什么不合理或需要改进的地方吗?若有,请加以说明。

_______________________________________________________________________。

 

10. 如图甲所示的电池盒,盒外有三个接线柱A、B、C;盒内有三个5号电池插槽,六个接线柱a、b、c、d、e、f;部分连接好的导线已画出,如图乙中虚线所示。选接盒外不同接线柱,可从该电池盒获得1.5V、3V、4.5V三种输出电压。请你在图乙的虚线框内,用笔画线代替导线将三节干电池(用元件符号表示)连接起来,组成一个符合实际的电源,并满足下列要求:

(1)AB间电压为1.5V (A为负极,B为正极);

(2)BC间电压为3V (B为负极,C为正极);

(3)AC间电压为4.5V (A为负极,C为正极)。

11. 课外阅读:

(1)常见的电压值

电视信号在天线上感应的电压 约0.1mV   

维持人体生物电流的电压 约1mV   

碱性电池标称电压 1.5V 

电子手表的氧化银电池两极间的电压 1.5V   

一节蓄电池电压 2V   

手持移动电话的电池两极间的电压 3.6V   

对人体安全的电压干燥情况下不高于36V(必记内容)   

家庭电路的电压 220V(必记内容)   

动力电路电压 380V   

无轨电车电源的电压 550~600V   

列车上方电网电压 1500V   

电视机显像管的工作电压 10kV以上   

发生闪电的云层间电压 可达103kV   

干电池两级间的电压 1.5V(必记内容)

电鳗能释放200V的电压                      高压输电

(2)生活中碰到的“安全”的高压电:

在干燥的冬天用梳子梳头,常常可以听到噼噼啪啪的声音,那就是梳子和头发之间发生放电现象。我们从地毯上走过去,然后摸铁门柄,常会在手指和门柄之间打一个火花,如果你的手距离门柄1厘米左右就开始放电打火花的话,那么你身上的电压至少等于电视机显象管阳极上的电压,也就是一万多伏,这个电压大约是电灯电压的50倍。既然人身上有这么高的电压,可为什么不会被电死呢?这是因为,人是否能被电死不能只看电压的高低,还要看通过人体的电流的大小,由于在一般情况下摩擦产生的静电电量很小,所以通过人体的电流也极小,故对身体无害。不过在一些工厂里,例如电缆制造厂,在卷绕电缆的过程中因摩擦带电,电压可以高达10万伏,积累的电量也很多,不小心用手去触摸电缆的人,也会被击倒在地,不省人事。

点燃煤气灶时煤气枪里有一种特殊的物质叫压电体,扣扳机的时候对它产生了压力,于是在这个物质的两个表面上就会产生几万伏的高电压,产生火花放电。

此外还有电子打火机,冬天人脱毛衣时,都会具有上万伏的电压,但由于电荷量小的原因,它们对人体都不会造成危害。

问题:我国家庭电路的电压是______V,对人体安全的电压为______V,一节新干电池的电压为______V。

 

 试题答案

1. 不发光  1.5(解析:电压表在电路中,相当于开路,所以灯泡不亮;电压表跟一般的用电器串联时,它会分担绝大部分的电压,示数近似于电源电压的大小。目前我们更多的是从实验的角度来得出结论,具体的推导过程将在下章分析”)

2. 电压表  电流表(解析:电压表在电路中相当于开路,电流表相当于一根导线;甲与L2并联,先确定甲为电压表,则乙为电流表,否则L2无法工作)

3. 串  L1  L2  2.6  3.9

4. D(解析:电压表在电路中相当于开路,电流表相当于一根导线;所以电流表无示数,电压表分担电源中绝大部分电压,故电压表有示数且等于电源电压)

5. D

6. C

7. C (解析:用不同规格的小灯泡,多进行几次测量,可以避免偶然因素带来的影响。也就是“多次测量找普遍规律”)

8. (1)

②极板的材料  水果的种类;

(2)极板间的距离;

(3)水果电池的电压与极板间的距离是否有关(答案不唯一,合理即可)。

9. (1) L1短路(或L2断路,或L1短路同时L2断路)。

(2)串联电路中,总电压等于各部分电路的电压之和。

(3)有   实验次数太少,可能引起较大误差。

10.

11. 220  不高于36  1.5

  

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