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(共37张PPT)
13.6 串联、并联电路中电压的特点
一、串联电路中电压的特点：总电压等于各部分电压之和
在 13.5 节的实验探究中，我们已经初步发现了串联电路的电压规律。本节将通过更系统的实验和理论分析，深入理解这一特点。
（一）实验验证：串联电路电压规律的深度探究
实验器材升级
电源（可调节电压的学生电源）、三个不同规格的定值电阻（如 5Ω、10Ω、15Ω）、小灯泡（2.5V 和 3.8V 各一个）、开关、导线若干、高精度电压表（量程 0-3V 和 0-15V）。
多组对比实验步骤
基础串联实验：将 5Ω 和 10Ω 电阻串联，接入 6V 电源，分别测量电源总电压\( U \)、5Ω 电阻两端电压\( U_1 \)、10Ω 电阻两端电压\( U_2 \)，记录数据。
换用不同元件：将电阻换成 2.5V 和 3.8V 小灯泡串联，接入 6V 电源，重复上述测量。
增加串联元件：将 5Ω、10Ω、15Ω 三个电阻串联，接入 12V 电源，测量总电压\( U \)和各电阻电压\( U_1 U_2 U_3 \)。
改变电源电压：保持 5Ω 和 10Ω 电阻串联，将电源电压调至 9V，再次测量并记录数据。
实验数据记录表
实验组合
电源电压\( U/\text{V} \)
元件 1 电压\( U_1/\text{V} \)
元件 2 电压\( U_2/\text{V} \)
元件 3 电压\( U_3/\text{V} \)
总和\( U_1+U_2(+U_3)/\text{V} \)
5Ω+10Ω（6V）
6.0
2.0
4.0
-
6.0
2.5V 灯 + 3.8V 灯（6V）
6.0
2.2
3.8
-
6.0
5Ω+10Ω+15Ω（12V）
12.0
2.0
4.0
6.0
12.0
5Ω+10Ω（9V）
9.0
3.0
6.0
-
9.0
实验结论强化
通过多组实验数据可以清晰看出：无论串联的是电阻还是灯泡，无论电源电压如何变化，串联电路的总电压始终等于各部分电路两端的电压之和。用公式严格表示为：\( U = U_1 + U_2 + \dots + U_n \)，其中\( U \)是串联电路的总电压（电源电压），\( U_1 U_2 \dots U_n \)是各个用电器两端的电压。
（二）理论解释：能量守恒视角下的串联电压规律
从能量角度看，电源提供的电能等于各用电器消耗的电能之和。根据电功公式\( W = UIt \)，在串联电路中电流\( I \)相同、时间\( t \)相同，因此总电功\( W = UIt \)等于各用电器电功之和\( W_1 + W_2 + \dots + W_n = U_1It + U_2It + \dots + U_nIt \)，两边约去\( It \)后可得\( U = U_1 + U_2 + \dots + U_n \)，这与实验结论完全一致，体现了能量守恒定律在电路中的应用。
（三）典型应用场景
串联分压：在需要降低用电器两端电压的场景中，可采用串联电阻的方法。例如，将额定电压为 3V 的灯泡接入 6V 电源时，需串联一个与灯泡电阻相等的电阻，使灯泡和电阻各分担 3V 电压。
电压分配规律：串联电路中各用电器两端的电压与其电阻成正比（这一规律将在后续欧姆定律中深入学习）。电阻越大的用电器，分担的电压越高，这也是串联电路中 “大电阻分高电压” 的原理。
二、并联电路中电压的特点：各支路电压相等且等于电源电压
并联电路的电压规律同样需要通过系统实验验证，并从电路结构角度理解其本质。
（一）实验验证：并联电路电压规律的全面探究
实验设计
电源（电池组或学生电源）、不同规格的电阻（5Ω、10Ω）、不同功率的灯泡（2.5V 0.3A 和 2.5V 0.5A）、开关、导线、电压表。
多条件实验步骤
电阻并联实验：将 5Ω 和 10Ω 电阻并联，接入 3V 电源，测量电源电压\( U \)、5Ω 电阻支路电压\( U_1 \)、10Ω 电阻支路电压\( U_2 \)。
灯泡并联实验：将两个 2.5V 灯泡并联，接入 3V 电源，重复上述测量。
增减支路实验：在原有并联电路中增加一条 15Ω 电阻支路，测量各支路电压和电源电压。
改变电源电压实验：将电源电压调至 6V，测量并联的 5Ω 和 10Ω 电阻两端电压。
实验数据记录表
实验组合
电源电压\( U/\text{V} \)
支路 1 电压\( U_1/\text{V} \)
支路 2 电压\( U_2/\text{V} \)
支路 3 电压\( U_3/\text{V} \)
5Ω//10Ω（3V）
3.0
3.0
3.0
-
2.5V 灯 //2.5V 灯（3V）
3.0
3.0
3.0
-
5Ω//10Ω//15Ω（3V）
3.0
3.0
3.0
3.0
5Ω//10Ω（6V）
6.0
6.0
6.0
-
（注：“//” 表示并联）
实验结论强化
实验数据表明：无论并联的用电器是电阻还是灯泡，无论支路数量多少，也无论电源电压如何变化，并联电路中各支路两端的电压始终相等，且等于电源两端的电压。用公式表示为：\( U = U_1 = U_2 = \dots = U_n \)。
（二）电路结构视角：并联电压规律的本质原因
并联电路中，各支路的两端分别连接在电源的两极上，即所有支路的起点是同一个点（接电源正极），终点也是同一个点（接电源负极）。这两个点之间的电压就是电源电压，因此每个支路两端的电压自然相等，都等于电源电压。就像水流从同一水位高度流出，经过不同支路后汇入同一低水位，每条支路两端的水位差（水压）必然相等。
（三）实际应用价值
家庭电路的连接基础：家庭电路中所有用电器都采用并联连接，正是利用了并联电路各支路电压相等的特点，使每个用电器都能在额定电压（220V）下正常工作。
独立工作保障：由于各支路电压不受其他支路影响，关闭或开启某一用电器时，其他用电器的工作电压不变，确保了用电器的独立工作特性。
电压测量简化：在并联电路中，只需测量任意一条支路的电压，就可以知道其他所有支路和电源的电压，简化了测量操作。
三、串、并联电路电压特点的对比与综合应用
（一）核心特点对比表
电路类型
电压特点公式
关键特征
能量本质
典型应用
串联电路
\( U = U_1 + U_2 + \dots + U_n \)
总电压分压，各部分电压可能不等
总电能等于各用电器电能之和
节日彩灯、分压电路
并联电路
\( U = U_1 = U_2 = \dots = U_n \)
各支路电压相等，等于电源电压
总电能等于各支路电能之和
家庭电路、独立控制电路
（二）综合电路分析示例
问题：如图所示，电源电压为 6V，L 和 L 串联，电压表 V 测 L 电压，示数为 2V，电压表 V 测 L 和 L 总电压。求：（1）L 两端的电压；（2）V 的示数。
解析：
串联电路总电压\( U = 6V \)，L 电压\( U_1 = 2V \)。
根据串联电压规律\( U = U_1 + U_2 \)，可得 L 电压\( U_2 = U - U_1 = 6V - 2V = 4V \)。
V 测总电压，因此示数等于电源电压，即 6V。
答案：（1）4V；（2）6V。
（三）常见故障分析与电压特点的关系
串联电路断路故障：若 L 断路，电压表 V 并联在 L 两端（通过 L 间接接电源），示数接近电源电压；V 测总电压，示数接近电源电压；L 两端电压为 0。
并联电路短路故障：若某一支路短路，电源电压被短路，所有支路电压均为 0，可能导致电源损坏。
电压表示数异常判断：串联电路中若某用电器电压为 0，可能是该用电器短路；若电压表示数等于电源电压，可能是所测用电器断路。
四、易错点辨析与常见问题解答
（一）易错点辨析
“串联电路电压相等” 的误区：错误认为串联电路中各用电器电压一定相等，实际只有当各用电器电阻相等时电压才相等，否则电压不等（与电阻成正比）。
“并联电路电压平分电源电压” 的误区：并联电路各支路电压等于电源电压，而非 “平分”，电源电压全部加在每条支路上。
电压表测量对象判断错误：误将电压表所接导线的长度作为判断依据，正确方法是看电压表的两个接线柱直接并联在哪个用电器（或哪部分电路）的两端。
（二）典型问题解答
问：为什么串联电路中总电压等于各部分电压之和？
答：从能量角度，电源提供的总电能等于各用电器消耗的电能之和；从电路结构，电流依次通过各用电器，电压逐步叠加，总电压自然等于各部分电压之和。
问：并联电路中增加支路，各支路电压会变化吗？
答：在理想电源（内阻为 0）情况下，增加支路后各支路电压仍等于电源电压，保持不变；实际电源有内阻时，总电流增大导致内阻分压增大，各支路电压会略有降低，但通常可认为基本不变。
问：如何用电压表判断串联电路中的故障？
答：将电压表并联在某用电器两端，若示数为 0，可能是该用电器短路或其他用电器断路；若示数等于电源电压，可能是该用电器断路或其他用电器短路。
五、课堂实验：串并联电路电压特点的综合验证
（一）实验目的
巩固串联电路总电压等于各部分电压之和的规律。
验证并联电路各支路电压相等的规律。
学会利用电压规律分析简单电路故障。
（二）实验器材
学生电源、定值电阻（2 个）、小灯泡（2 个）、开关、导线、电压表。
（三）实验步骤与现象分析
串联电路验证：
连接串联电路，测量总电压和各元件电压，验证\( U = U_1 + U_2 \)。
故意使其中一个灯泡断路，观察电压表示数变化（测断路灯泡电压时示数接近电源电压，测另一个灯泡电压时示数为 0）。
并联电路验证：
连接并联电路，测量电源电压和各支路电压，验证\( U = U_1 = U_2 \)。
增加一条支路，再次测量，观察各支路电压是否仍等于电源电压。
六、课堂小结
串联电路电压特点：总电压等于各部分电路两端电压之和，\( U = U_1 + U_2 + \dots + U_n \)，电压分配与电阻相关（后续学习）。
并联电路电压特点：各支路两端电压相等且等于电源电压，\( U = U_1 = U_2 = \dots = U_n \)，这是家庭电路连接的基础。
核心区别：串联分压，各部分电压可能不等；并联等压，各支路电压一定相等。
应用价值：串联可实现分压，并联可保证用电器独立工作在额定电压下。
故障分析：利用电压表示数变化可判断电路断路或短路故障。
七、课堂练习
串联电路中，电源电压为 9V，其中一个用电器两端电压为 3V，则另一个用电器两端电压为______V。
并联电路中，电源电压为 6V，其中一条支路的电压为______V，若增加一条支路，该支路的电压为______V。
如图所示，L 和 L 串联，电压表 V 测______电压，V 测______电压，若 V 示数为 1.5V，V 示数为 4.5V，则电源电压为______V，L 两端电压为______V。
下列关于串并联电路电压的说法，正确的是（ ）
A. 串联电路各用电器电压一定相等 B. 并联电路总电压等于各支路电压之和
C. 串联电路总电压一定大于各用电器电压 D. 并联电路各支路电压一定相等
分析：为什么在串联电路中，其中一个用电器短路后，另一个用电器两端电压会升高？
八、课后作业
完成课本相关习题，计算串联电路各部分电压和并联电路电压。
设计一个电路：用一个 6V 电源给两个额定电压为 3V 的灯泡供电，使它们都能正常发光，画出电路图并说明原理。
在家中观察用电器的连接方式，结合并联电路电压特点解释为什么关闭电视机不会影响电灯的亮度。
探究实验：用电压表测量手电筒电路中电池、灯泡两端的电压，验证串联电路电压规律（注意安全，在家长指导下进行）。
2024沪粤版物理九年级上册
13.6 串联、并联电路中电压的特点
第十三章 简单电路
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
1.通过实验探究，归纳总结出串联、并联电路中电压的特点。
2.能利用串联、并联电路中电压的特点来分析相关的问题。
学习目标
1.如何正确使用电压表？
2.串联电路的电流有什么特点？
思考：串联、并联电路的电压有什么特点呢？
并联电路的电流有什么特点？
观察与思考
猜想假设
设计实验
设计实验电路并画出电路图。
与串联电路中的电流特点相同；……
一、串联电路中的电压
实验与探究
实验步骤
1.调节电压表指针指零，检查器材。
2.按照电路图连接电路。断开开关，检查电路。
3.用电压表测量灯L1两端的电压，记为U1。
4.用电压表测量灯L2两端的电压，记为U2，测量灯L1、L2两
端的总电压为U，记入表格。
5.更换灯泡，重复步骤3、4。
L1
L2
①测量灯L1两端的电压
进行实验
L1
L2
②测量灯L2两端的电压
L1
L2
③测串联电路两端电压
数据记录
实验序号 L1 两端的电压U1/ V L2 两端的电压U2/ V 总电压 U / V
1
2
…
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
U=U1+U2
交流与讨论
猜想假设
1.各支路两端的电压与电源两端电压的关系是相同的；
2.与串联电路中的电压关系是一样的；
……
实验与探究
二、并联电路中的电压
设计实验
电路图
注意：电压表要选择合适的量程
实验步骤
1.调节电压表指针指零，检查器材。
2.按照电路图连接电路。断开开关，检查电路。
3.用电压表测量灯L1两端的电压，记为U1。
4.用电压表测量灯L2两端的电压，记为U2。
5.测量灯L1、L2两端的总电压为U，记入表格。
6.更换灯泡，重复步骤3、4、5。
②测灯L2两端的电压
①测灯L1两端的电压
进行实验
L2
S
L1
L2
S
L1
L2
S
L1
③ 测电源两端电压
数据记录
实验序号 L1 两端的电压U1/ V L2 两端的电压U2/ V 总电压 U / V
1
2
…
并联电路中，各支路两端的电压等于电源两端的电压。
U=U1=U2
交流与讨论
串联电路的电压规律
1. 两节干电池串联起来的电压大约是(　D　)
A. 220 V B. 36 V
C. 15 V D. 3 V
点拨：一节干电池的电压是1.5 V，两节电池串联起来的电
压就是3 V。
D
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2. [2023·怀化中考]在如图所示电路中，闭合开关后电压表V1
的示数为2.5 V，V的示数为4.5 V，则电路的电源电压
为 V，灯L2两端电压为 V。
4.5　
2　
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
3. [2023·六安期中]小明选用两节新干电池、一些规格不同的
小灯泡、一个电压表等来探究“串联电路中电压的规
律”，连接的实验电路如图甲所示。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
(1)连接电路时，开关应处于 状态。
(2)连接好电路，测量A、C两点间电压时，电压表指针偏
转如图乙所示。为使测量结果更精确，接下来小明应进
行的操作是 。
断开　
断开开关，电压表换用小量程　
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
(3)重新连接好电路，用电压表分别测出A与B、B与C、A
与C间的电压UAB、UBC、UAC得到的数据记录在表格
中。换用不同的小灯泡，多次进行实验。第3次实验
中，测量B与C两点间的电压UBC时，电压表的示数如图
丙所示，则UBC＝ V。
2.3　
实验序号 UAB/V UBC/V UAC/V
1 2.0 1.0 3.0
2 1.4 1.6 3.0
3 0.7 3.0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
(4)分析实验数据，可以得到串联电路中电压的规律
是 (用字母表示)。
(5)该实验换用不同规格的小灯泡进行多次实验的主要目的
是 。
UAC＝UAB＋UBC　
多次测量寻找普遍规律　
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
并联电路的电压规律
4. [2024·池州月考]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。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
(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，电压表的示数
为 V。
2.8　
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
(2)依次将电压表改接到c、d两点和e、f两点，发现电压表
示数与(1)中电压表示数相同，由此他得出结论：在并联
电路中，各支路两端的电压相等且等于电源电压，此实
验 (填“科学”或“不科学”)，接下来应该
进行的操作是 。
不科学　
A　
A. 更换不同规格的灯泡，再次实验
B. 将L1、L2的位置交换，再次探究
C. 保持电源、灯泡不变，多测量几次电路中三处的电压
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
(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 (填“＞”“＝”或
“＜”)U2。你判断的依据是

。
＝　
家里客厅的灯与卧室的
灯是并联在电路中的，并联电路中，各支路两端的电压
相等　
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
5. 小明想测量甲乙两只串联的小灯泡两端的电压，于是按如
图所示电路进行测量，所用电源电压为6 V不变，从电压
表的负接线柱引出导线接头a，将a与b处相接时，电压表
示数为 V；使a与b处断开，然后与c处相接，闭合开
关S后，电压表示数为4.5 V，这时乙灯泡两端的电压
为 V。
6　
1.5　
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
6. [2024·芜湖月考改编]如图所示的实物电路，在S1、S2都闭
合后，下列说法正确的是(　C　)
A. 通过L1与L2的电流一定相等
B. 通过L1与L2的电流一定不相等
C. L1与L2两端的电压一定相等
D. L1与L2两端的电压之和等于电源电压
C
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
点拨：由图可知，在S1、S2都闭合后，两灯泡并联，并联
电路各支路两端电压相等，各支路电流的关系不能确定。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
7. [2023·西安模拟]在如图(a)所示电路中，当闭合开关后，两
个电压表指针偏转均为图(b)所示，则灯泡L1和灯泡L2两端
的电压分别为(　A　)
A. 5.6 V、1.4 V B. 7 V、1.4 V
C. 1.4 V、7 V D. 1.4 V、5.6 V
A
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
8. 【易错题】[2024·池州月考]在如图所示的电路中，当开关
S闭合后，电压表示数为6.3 V；当开关S断开时，电压表示
数为2.5 V，则开关S断开时，灯L1和L2两端的电压分别为
(　A　)
A. 3.8 V、2.5 V B. 3.8 V、6.3 V
C. 2.5 V、3.8 V D. 6.3 V、2.5 V
A
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
9. 在如图所示的电路中，电压表V2示数为5 V，电压表V1示
数为6 V。若电源电压为8 V，则L2两端电压为(　C　)
A. 1 V B. 8 V
C. 3 V D. 6 V
C
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
点拨：因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以
由U＝U1＋UV2可得，U1＝U－UV2＝8 V－5 V＝3 V；由U
＝U3＋UV1可得，U3＝U－UV1＝8 V－6 V＝2 V；由U＝U1
＋U2＋U3可得，U2＝U－U1－U3＝8 V－3 V－2 V＝3 V。
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
10. [科学思维]小明按如图甲所示的电路进行实验，当开关闭
合后，电压表V1和V2的指针位置完全一样，如图乙所
示，关于造成这一现象的原因，下列分析正确的是
(　D　)
D
A. 若V1和V2所选量程不相同，则可能是L2短路
B. 若V1和V2所选量程相同，则可能是L1断路
C. 若V1和V2所选量程不相同，则可能是L1短路
D. 若V1和V2所选量程相同，则可能是L2断路
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
13.6 串联、并联电路中电压的特点
一、串联电路中的电压
1.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
2.U=U1+U2
二、并联电路中的电压
1.并联电路中，各支路两端的电压等于电源两端的电压。
2.U=U1=U2
谢谢观看！

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