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第2节 串、并联电路中电压的规律
第十六章 电压 电阻
人
教
版
2012版
学
习
目
标
1.能正确将电压表接入待测电路,并能画出相应的电路图。
2.能正确使用电压表测量串联电路和并联电路中用电器两端的电压。
3.经历实验探究过程,归纳总结出串联电路和并联电路中电压的规律。
4.会用串、并联电路中电压的规律解决简单的问题。
家用电器通常都要并联后接在电路中，而节日小彩灯常常既有串联、又有并联，它们为什么不像家用电器那样，全部并联起来呢？要想了解其中的原因，我们需要研究串、并联电路的电压规律。
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串联电路的电压规律
我们知道，在只有一个小灯泡的电路中，灯泡两端的电压与电源两端电压是相等的。那么，两个或两个以上用电器组成的串联电路中，各用电器两端的电压与电源两端电压有什么关系？请做出猜想。
实验 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
[提出问题]
在两个小灯泡组成的串联电路中,各小灯泡两端的电压与电源两端电压有什么关系
[猜想假设]
1.串联电路中各用电器两端的电压之和等于电源两端电压；
2.串联电路中各用电器两端的电压相等,等于电源两端电压。
串联电路的电压规律
[设计实验]
如果能测出图16.2-1中A与B、B与C以及A与C之间的电压，就可以找出串联电路中各用电器两端的电压与电源两端电压的关系。
[实验步骤]
1. 设计实验电路并画出电路图。
V
测量A、B间电压
V
测量B、C间电压
V
测量A、C间电压
串联电路的电压规律
2. 选用不同规格的小灯泡L1、L2 连接电路。根据电源电压选择电压表的量程。
[实验步骤]
也可用三个电压表一次测出AB、BC、AC之间的电压大小。
连接实物电路时,应对照电路图，按一定的顺序(如:从电源“＋”极到“-”极或从电源“一”极到“十”极),逐个顺次连接。
在连接实物电路的过程中,开关要处于断开状态,防止电路中出现短路烧坏电源。
并采用试触法选择合适的量程。
串联电路的电压规律
3. 将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C，测量电压UAB、UBC、UAC。
[实验步骤]
电压表要并联在被测电路两端,同时要注意让电流从正接线柱进,从负接线柱出。
闭合开关进行实验之前,要检查电路的正确性,确定没有错误后,方可进行实验。
实验中,每次读数后,应及时断开开关,节约用电。
串联电路的电压规律
4. 改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。
[实验步骤]
实验中换用不同规格的小灯泡多做几次实验,是为了避免偶然性,使实验结论更具有普遍性。
串联电路的电压规律
串联电路的电压规律
[实验数据]
实验序号 AB间的电压UAB/V BC间的电压UBC/V AC间的电压UAC/V
1
2
3
1.8 1.2 3
1.5 1.5 3
1 2 3
串联电路中,各用电器两端电压并不一定相等,但若用电器规格相同,则各用电器两端电压相等。
串联电路的电压规律
由实验数据可得UAC=UAB+UBC，当两个灯泡规格相同时，UAB=UBC,当两个灯泡规格不相同时，UAB≠UBC。
[分析论证]
串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和，即U=U1+U2+…+Un
[实验结论]
串联电路的电压规律
实验结果显示，串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。
例题1
断开
2．如图甲是小明“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 ；实验时，灯L1和灯L2的规格应 。（填“相同”或“不相同”）；
不相同
例题1
（2）闭合开关后，小明发现两灯都不发光，于是分别把电压表接在图甲中AB两点、BC两点及AC两点，测得数据分别是UAB=3V，UBC=0V，UAC=3V；小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障，则故障可能是 ；
（3）处理好故障后，小明把电压表接在AB之间重新测量，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 ；
L1断路
将电压表的量程换为0~3V
0.5
（4）正确实验后，小明分析多组数据得出结论： 。（请使用文字叙述）
次数 AB间的电压/V BC间的电压/V AC间的电压/V
1 1.0 1.8 2.8
2 1.2 1.6 2.8
3 1.1 1.7 2.8
例题1
串联电路的总电压等于各部分电压之和
例题1
解析：（1）[1]连接电路时，为了保护电路，开关应断开。
[2]实验时，使用相同规格的灯泡有些特殊，为了得出普遍性的结论，灯L1和灯L2的规格应不相同。
（2）[3]闭合开关后，小明发现两灯都不发光，于是分别把电压表接在图甲中AB两点、BC两点及AC两点，测得数据分别是UAB=3V，则说明AB之外的电路为通路，UAC=3V，说明AC之外的电路为通路；说明AB之外的电路为通路；UBC=0V，说明BC之外的电路为断路，小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障，则故障可能是L1断路。
（3）[4][5]处理好故障后，小明把电压表接在AB之间重新测量，由图乙可知，该电压表选用大量程，分度值是0.5V，根据指针所在的位置可知，电压表的示数为2V，小于3V，为了使实验结果更准确，接下来小明应该：断开开关，将电压表的量程换为0~3V。
（4）[6]根据表格中的数据可得，每一次的实验数据都满足
UAB+UBC=UAC
因此可得出结论：串联电路的总电压等于各部分电压之和。
例题1
并联电路的电压规律
如果两个或两个以上的用电器并联，那么各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系如何？这种关系与并联电路中电流的关系一样吗？与串联电路中电压的关系一样吗？请你做出猜想。
并联电路的电压规律
实验 探究并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系
[提出问题]
并联电路各支路用电器两端电压与电源两端电压有什么关系？
[猜想假设]
1.并联电路各支路用电器两端的电压之和等于电源两端电压；
2.并联电路各支路用电器两端的电压相等,等于电源两端电压。
并联电路的电压规律
[实验步骤]
1.如图所示,选用两个规格相同的小灯泡并联起来接到电源上,分别将电压表并联在AB、CD、EF之间,测出相应的电压值(所用电源为两节串联的干电池),填人数据表中。
A
B
C
D
F
E
V
测量A、B间电压
A
B
C
D
F
E
V
测量C、D间电压
A
B
C
D
F
E
V
测量E、F间电压
电源电压为3V，电压表选0～3V。
并联电路的电压规律
[实验步骤]
2.换上两个规格不同的小灯泡,所用电源仍为两节串联的干电池,重复上述操作。
3.选用两个规格不同的小灯泡,所用电源为三节串联的干电池,重复上述操作。
注意电压表量程的选择。
[实验数据]
实验序号 AB间的电压UAB/V CD间的电压UCD/V EF间的电压UEF/V
1
2
3
3 3 3
并联电路的电压规律
3 3 3
4.5 4.5 4.5
并联电路各支路两端的电压相等，与用电器的型号无关。
通过对实验数据的分析可知，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UAB=UBC=UEF。
[分析论证]
并联电路中，电源两端电压与各支路用电器两端电压相等，即U=U1=U2=…=Un
[实验结论]
并联电路的电压规律
例题2
2.8
1．在探究“并联电路的电压规律”的实验中，小明使用了两个相同的灯泡。
（1）如图甲所示的电路中，把电压表接在ab两点之间时，闭合开关，电压表的示数如图乙所示，电压表的读数为 V。
（2）依次将电压表接在电路中的ab、cd、ef两点之间，小明发现电压表的示数相等。由此他得到结论：并联电路中，各支路两端的电压相等。此结论 （选填“科学”或“不科学”），接下来应该进行的操作是更换不同规格的灯泡，改变电源电压，再做几次实验，这样做的目的是 。
A．减小误差 B．寻找规律
（3）小明发现家里客厅的灯比卧室的灯亮，两灯对应的电压U1和U2的大小关系是U1 U2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。你判断的依据是 。
例题2
不科学
B
＝
家里客厅的灯与卧室的灯也是并联在电路中，并联电路中，各支路两端的电压相等。
例题2
解析：（1）[1]由图乙可知，电压表选择的量程为0~3V，分度值为0.1V，电压表的读数为2.8V。
（2）[2]依次将电压表接在电路中的ab、cd、ef两点之间，小明发现电压表的示数相等。由此他得到结论：并联电路中，各支路两端的电压相等。只有一组数据，不能说明结论的普遍性，存在偶然性，所以此结论不科学。
[3]为了得到普遍规律，避免偶然性，需更换不同规格的灯泡，改变电源电压，再做几次实验。
故选B。
（3）[4][5]家庭电路中，各个用电器之间是相互并联的，并联电路中，各支路两端的电压相等，小明发现家里客厅的灯与卧室的灯也是并联在电路中的，两灯对应的电压U1和U2的大小关系是U1＝U2，判断的依据是家里客厅的灯与卧室的灯也是并联在电路中，并联电路中，各支路两端的电压相等。
例题2
并联干电池组两端的电压等于一节干电池两端的电压,U=U1=U2=…=Un=1.5V。
并联电路的电压规律
串、并联电路中电流和电压规律
串联 并联
电流 串联电路电流处处相等：I=I1=I2=…=In 并联电路中干路电流等于各支路电流之和：I=I1+I2+…+In
电压 串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和：U=U1+U2+…+Un 并联电路中两端电压与各支路用电器两端电压相等：U=U1=U2=…=Un
串联分流，并联分压。
例题3
3.如图所示的电路中，闭合开关S后，电压表V1的示数为8V，电压表V2的示数为3V，那么电灯L1两端的电压是（　　）
B
A．8V B．5V C．3V D．无法确定
例题3
解析：闭合开关S后，两灯泡串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测L2两端的电压；根据串联电路电压规律可知灯L1两端的电压
U1=U-U2=8V-3V=5V
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
课堂小结
16.2串、并联电路中电压的规律
并联电路
并联电路各支路两端电压相等，即U=U1=U2=…=Un
串联电路
串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和，即U=U1+U2+…+Un

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