实验23 探究串、并联电路中电压的规律-中考物理必考实验精讲练

实验23探究串、并联电路中电压的规律（原卷版）课标要求会使用电压表探究串、并联电路中电压的关系，这就决定了《探究串、并联电路中电压的规律》在中考中的地位。该实验在电学内容中虽然属于较为简单的实验，但通过该实验，可以加深理解串并联电路、电路的连接、电压表的使用和串并联电路中电压的规律。所以，该实验在电学实验题同样也会出现。《探究串、并联电路中电压的规律》在中考试卷中所占分值一般在3-7分之间。题型大都是实验探究题，有时也会出现在填空题中。该实验应着重从电路连接、实验方法、实验过程和实验现象，得出的结论等方面入手，了解实验的基本内容。实验探究一：串联电路中电压的规律【实验目的】探究串联电路中电压的规律【猜想与假设】①串联电路中各部分电路两端的电压相等；②串联电路中各部分电路两端的电压之和等于总电压。【实验器材】两节干电池，六只小灯泡(其中第二次实验用的两只相同)，1只电压表，一只开关，导线若干。【实验步骤】（1）分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点，B、C两点，A、C两点间测量电压，看看它们之间有什么关系。（2）换上另外四只灯泡，再测两次，看看是否还有同样的关系。三次测量的电路图分别如图所示：【实验表格】按上述要求进行实验，实验记录如下表所示。实验序号A、B间电压U1/VB、C间电压U2/VA、C间电压U/V11.41.6321.51.5331.81.23【分析论证】从实验过程和实验记录中可以看出，两灯泡的规格相同时，U1=U2；当两灯泡的规格不相同时，U1≠U2，但都满足U1+U2=U。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。【交流与评估】回顾以上操作，看看是否存在不妥的地方：读数时是否实事求是?更换灯泡时是否换用了不同规格的?如果这些因素在实验中都作了充分的考虑，实验的结果应该是可靠的，各小组把实验结果写成实验报告，并在班上进行交流和讨论。实验探究二：并联电路中电压的规律【实验目的】探究并联电路各支路用电器两端电压与电源两端电压的关系。【提出问题】两个或两个以上用电器并联，那么各支路用电器两端电压与电源电压关系如何。【猜想与假设】（1）各支路用电器两端电压可能都相等，且等于电源电压；（2）各支路用电器两端电压不相等，它们的和等于电源电压。【设计并进行实验】（1）如图所示，选用两个规格相同的小灯泡并联在电路中，分别将电压表并联在A和B、C和D、E和F两点，测出相应的电压值（所用电压为两节串联的干电池），将数据填入表中。（2）换上两个规格不同的灯泡，所用电源仍为两节串联的干电池，重复上述步骤；（3）分别选用两个规格相同和规格不同的小灯泡，所用电压为三节干电池，重复上述步骤。【实验数据】实验次数A、B之间的的电压U1/VC、之间的电压U2/VE、F之间的电压U/V1333233334.54.54.544.54.54.5……【分析论证】分析实验数据可知，灯泡并联在电路中时，各灯泡两端电压相等，且等于电源电压，即U=U1=U2。该结论可表述为：并联电路中，各支路两端电压相等。《探究串、并联电路电压的规律》常考问题：1.连接电路时，开关应处于什么状态：断开；2.电路连接：应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来；3.电压表的连接：电流应从电压表的正极流入，从负极流出；4.电压表的路程选择：连接好电路后，要先用开关试触，观察电压表的指针偏转情况，确认无误后，再闭合开关，观察示数；5.电路故障的判断：根据电流表或电压表有无示数以及读数大小，根据电路连接特点判断；6.如果电压表量程选择过大，会出现：读数误差；7.电压表的使用前应：使指针调到“零”位；8.测量电压时，电压表应：与被测用电器并联；9.多次测量的目的：寻找普遍规律；10.更换小灯泡的目的：进行多次测量，避免偶然性。A组（中考真题感知）1.（2023·南充）某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。（1）下列操作不正确的是______A.连接电路时，开关S处于断开状态B.连接电压表时，试触后再选择合适量程C.将电压表A接点连线转接至C接点，测量两端电压（2）测量灯泡两端电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0，若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的，则发生故障的灯泡及故障类型是______；（3）该小组同学用电阻箱代替故障灯泡，继续进行实验，记录数据如下表所示。实验次数第1次0.82.02.8第2次1.01.82.8第3次1.41.42.7分析表中实验数据，在误差允许范围内，可得出的结论是______。A.串联电路中各处电流相等B.灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大C.串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大D.串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和2.（2023·贵州）小明和小红用如图甲所示电路探究“串联电路电压规律”，用新干电池作为电源。（1）接线时，开关应处于__________（选填“断开”或“闭合”）状态；小明检查电路时发现__________（选填“电池”“关”或“灯座”）安装错误；（2）正确安装后，闭合开关，两灯均不发光，小明用电压表试接A、B接线柱，发现指针偏转情况如图乙所示，则可判断__________发生了断（开）路；（3）排除故障后，小明选用两只小灯泡，只通过增加电池进行多次实验；小红仅更换小灯泡进行多次实验。他们将电表接在不同位置进行测量，实验记录如下表。小明认为：误差允许范围内，串联电路中各用电器两端电压相等且电之和等于电源电压；小红认为：串联电路中各用电器两端电压之和等于电源电压。请判断谁的观点更具普遍性并说理由：______________________________。小明实验记录：实验次数UAB/VUCD/VUAD/V10.70.71.421.41.42.932.12.14.3小红实验记录：实验次数UAB/VUCD/VUAD/V41.80.92.751.41.42.86111.72.8（4）对比两表，从小明的第__________次实验记录发现，两人使用的电池数量相同，测得的电源电压却不相等。请你分析：两人所测电源电压的差值对应电路中哪些部分的电压？__________（用图中字母表示）。3.（2022·襄阳）小阳同学设计了如图甲所示电路图探究并联电路的电压规律，请你回答下列问题。（1）分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及_____电压，就可以分析并联电路的电压规律；（2）当开关闭合时，电压表出现了如图乙所示情况，其原因是电压表_____；（3）正确连接电路后，若测得L1两端电压为2.5V，则测L2两端电压是_____V。4.（2020•六盘水）我们已经学习了串联电路电压的规律，那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢？小明利用以下实验器材进行实验：阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。请回答下列问题：实验次数AB间电阻/ΩCD间电阻/Ω11052201033015（1）连接电路时，应将开关处于状态（选填：“断开”或“闭合”）；（2）如图甲所示，小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB和CD两位置，闭合开关，电压表的示数如图乙所示，则AB间电压为V。比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论：串联电路中，电阻值越大，其所分电压；（3）为了进一步探究电压的分配规律，小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验，观察到每次实验电压表示数几乎不变。分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等，于是得出：“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。根据这一实验过程得出的结论是否可信？（选填：“可信”或“不可信”），你的理由是：。5.（2020•扬州）在“探究串联电路电压的特点”实验中：某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2数据如表：U/VU1/VU2/V2.61.31.3（1）该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是（用题中物理量符号表示）。（2）实验过程中，若L1灯丝断了，观察到电压表V1示数为，电压表V2示数为。（3）该实验还有待改进，请写出其中一点：。6.（2020·河北）小明利用图所示的电路来探究串联电路的部分特点，已知R1=2Ω，R2=4Ω，R3=5Ω，R4=10Ω，电源电压可调。（1）请根据图所示电路图用笔画线代替导线将图所示实物图补充完整；（此时电源电压为3V）（）（2）电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数；小明又将电压表并联在R2两端，闭合开关S，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路中一定存在的故障是______（选填字母）；A．R1处短路B．R2处断路C．电流表处短路（3）排除故障后，继续实验，实验中，小明调节了电源电压，换用了规格不同的电阻，分别将电压表并联在AB、BC和AC两端，收集的数据如下表。I/AUAB/VUBC/VUAC/V1R1与R2串联0.51232R2与R3串联0.20.811.83R3与R4串联0.31.534.54R1与R4串联156①表格中第4次实验空格处的数据为______；②探究串联电路中电压的关系时，分析表中数据可得其规律是______；③探究串联电路中电阻的关系时，分析表中数据可得其规律是______；④探究串联电路中电压与电阻关系时，分析表中数据可得其关系是______；【拓展】完成实验后，小红连接了如图所示电路，已知R0>R1，调整电源电压，将电压表分别并联在AB、BC和AC两端，电压表指针三次偏转中，其中一次满偏，一次偏转的角度为满偏的三分之二，则所有符合上述情况的R0的最大值与最小值之比是______。B组（限时针对训练）1.小阳同学设计了如图甲所示电路图探究并联电路的电压规律，请你回答下列问题。（1）分别测出小灯泡L1、L2两端的电压及电压，就可以分析并联电路的电压规律。（2）当开关闭合时，电压表出现了如图乙所示情况，其原因是电压表。（3）连接好电路后，同桌说小阳可能组成了一个串联电路，于是小阳拧掉了其中的一个灯泡，发现闭合开关后另一个灯泡，则它们是并联的。（4）小阳测出第一组数据之后，断开开关，为了得出并联电路电压的普遍规律，接下来的操作是。2.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中，设计了如图甲所示的电路。（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）小明根据图甲连接好电路，此时电压表测量（选填L1或L2）两端的电压；闭合开关后，发现两灯不亮，电压表示数为零，若电路只有某一个灯发生了故障，则故障可能是；（3）排除故障后，小明完成了实验，并把数据记录在表中。UAB/VUBC/VUAC/V1.41.42.8分析实验数据小明得出两个实验结论：①串联电路的总电压各部分用电器两端电压之和；②串联电路中，各部分用电器两端电压相等；（4）实验结束后，小明和小华互相交流，小华指出小明的结论②是错误的，造成该结论错误的原因是。除此之外，小华指出应多测几组实验数据，这样才能。（选填“减小误差”或“使结论更有普遍性”）3.图甲是小明探究“串联电路的电压规律”的实验电路图。（1）连接电路时，开关应该处于（选填“闭合”或“断开”）状态。（2）小明根据电路图连接好电路，把电压表接在A、B之间，电压表示数如图乙所示，电压表的分度值是V；为了使实验结果更准确，接下来小明应该断开开关，。（3）正确实验后，小明分析多组数据得出结论：。（请使用文字叙述）4.在“探究串联电路电压的特点”实验中，某同学设计了如图所示的电路图，请你回答下列问题：（1）已知图乙所示是电压表测量灯泡L1两端的电压的实物连接图，请你尝试只改动一根导线就能实现电压表测量AC两端电压，在需要改动的导线上打“×”，并画出正确的连线。实验中应选择规格（相同/不同）的小灯泡。若连接电路前，他发现电压表指针如图丙所示，接下来他要对电压表进行的操作是；（2）在测L1两端电压时，闭合开关，发现电压表示数为零，原因可能是（填出一种即可）；（3）该同学分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如表格中，分析实验数据得出结论：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。该实验的不足之处是。UAB/VUBC/VUAC/V2.41.43.8（4）为使结论更具有普遍性，实验中，不断拆接电路更换灯泡很麻烦，其实只需要将电路中的一个灯泡换为就可以解决这一问题。5.在“探究串联电路电压规律”实验中，小亮按照如图1所示的电路图，连接了如图2所示的电路。（1）请按照图1电路图，帮小亮用笔画线代替导线将图2实物图补充完整；（2）闭合开关，测出灯泡L1两端电压UAB；（3）电压表所接B点不动，只断开A接点，并改接到C接点上，测量灯泡L2电压UBC。你认为这种接法（填“正确”或“不正确”），原因是。改接电路时，开关应；（4）改正后继续进行实验，并正确测出AC两点间电压，并将所测电压值记录在如下表格中。电压UAB/VUBC/VUAC/V数值1.51.53.0于是，小亮便得出串联电路的电压规律。你认为下一步进行的操作应该是。6.学校物理小组的同学分组进行“探究串联电路电压规律”的实验活动：（一）第一组进行了以下实验（1）如图1所示，连接电路时，开关应该处断开状态，为了让实验结论可靠，实验中应选择规格（选填“相同”或“不同”）的小灯泡；（2）排除故障后第一组的小田分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中，发现：串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。由下表中实验数据可知：小田同学主要通过方式来多次实验；UAB/VUAB/VUAB/V11.02.03.021.53.04.532.04.06.0A．更换不同规格的小灯泡B．更换不同的电源C．同时更换了电源和小灯泡同组的小名同学在电路中串联了也实现了多次实验的目的；（二）第二小组也完成了“探究串联电路电压规律”的实验，但是他们得到“电源两端电压大于各用电器两端电压之和”的结论，物理老师引导第二组的同学们用如图2甲所示的电路继续进行了深入探究，他们的步骤如下：（3）测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点，是为了测量灯泡的电压：闭合开关，电压表的示数（如图2乙所示）是V；（4）用精密的电压表测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V，由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。完成以上步骤后，他们觉得有必要侧量开关两端的电压，他们这么认为的理由是。7.按照课本要求探究串联电路中电压的规律，小明设计的电路如图所示。根据电路图把电压表分别接入到电路中的AB、BC、AC之间，测出它们的电压。实验次数AB之间电压BC间电压AC间电压12.5V3.5V（1）闭合开关时，发现电压表示数为0，则故障可能是或；（2）AC之间电压如图乙所示，将读出的结果填入表中；（3）在表格中记录数据后，下一步首先应该做的是；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（4）通过对上面数据的分析，可以得出的结论是：；（5）指出表格的设计有哪个地方不合理？。8.小美和小丽用如图甲所示的电路“探究串联电路的电压关系”。（1）准备器材时，灯L1和灯L2的规格应选（选填“相同”或“不同”）的；连接电路时，开关应处于状态；（2）小美用电压表测量L1两端的电压，闭合开关后，她发现电压表出现了图乙所示的现象。出现这种现象的原因是；（3）她们在测量L2两端的电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0。小美用电压表检测L1两端的电压，示数为电源电压，由此判断出L1处的故障是；L2是短路还是正常的？小丽在原电路中又添加了一个电学器材，就检验出了结果，她的方法可能是；L1两端电压/VL2两端电压/V串联后的总电压/V1.43.14.5（4）她们排除故障后继续实验，得出了上表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规律，他们还应当。9.小洛和小阳同学在“探究串联电路电压的规律”实验时，设计了如图甲所示的电路。（1）连接电路前，小阳发现电压表指针如图乙所示，接下来他要进行的操作是。（2）小洛根据图甲连接好电路，闭合开关，发现L1、L2均不发光，电压表有示数且接近电源电压，则电路中出现的故障可能是L1发生了（选填“短路”或“断路”）。（3）排除故障后，测量L1两端电压时，电压表的示数如图丙所示，此时L1两端的电压是V，接下来在测量L2