专题23 串并联电路电压的规律-人教版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)

资源下载
  1. 二一教育资源

专题23 串并联电路电压的规律-人教版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)

资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
人教版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)
第十六章 电压 电阻
专题23 串并联电路电压的规律
物理观念:了解串联电路和并联电路中电压的特点,能运用其解决简单的实际问题。
科学思维:做到有依据的猜想,知道多次实验对实验结论具有普遍性的认识。
科学探究: 能完成“探究串联电路和并联电路中电压的特点”的实验,能按要求完成实验报告,能选择实验探究需要的器材,经历从物理实验中探索科学规律的过程,培养学生的观察、分析、归纳能力和通过语言表达信息的能力。
科学态度与责任:培养学生实事求是、细心认真和坚持探索的科学态度以及科学方法,并重视探究中与同学间的交流与合作。
贯彻本节课核心素养目标,必须完成以下精细化的学习目标
1. 能正确将电压表接入待测电路,能画出相应的电路图。
2. 能正确使用电压表测量串、并联电路中用电器两端的电压,进一步练习连接电路和使用电压表的技能。
3. 能通过实验探究,归纳总结串、并联电路电压的规律。
本节课重点难点
重点:通过实验探究总结出串、并联电路中电压的关系,使学生熟练掌握电压表的使用和读数方法。
难点:探究“串联电路的电压规律”的实验设计、如何观察记录、如何分析并得出结论。
知识点一、探究串联电路中电压的规律
1. 探究串联电路中电压的规律
(1)提出问题
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。例如,在图所示的串联电路中,灯L1两端的电压UAB、灯L2两端的电压UBC与电源两端电压UAC之间有什么关系?
(2)猜想与假设
猜想1:串联电路中的总电压等于各用电器两端的电压之和。
猜想2:串联电路中的总电压与各用电器两端的电压相等。
猜想3:……
(3)设计实验
①设计实验电路并画出电路图如图所示。
②选用不同规格的小灯L1、L2连接电路。
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。
④改变两个小灯泡的规格,重做上述实验。
(4)进行实验
①根据电路图连接电路,根据电源电压选择电压表的量程。
②闭合开关,将电压表的两端分别连到A与B(L1两端)、B与C(L2两端)、A与C(电源两端),测量电压UAB、UBC、UAC。
③改变两个小灯泡的规格,重做上述实验。
④实验数据
实验次数 L1两端电压 UAB/V L2两端电压UBC/V 电源两端电压UAC/V
1 1.8 1.2 3.0
2 1.1 1.9 3.0
3 1.4 1.6 3.0
(5)实验结论
通过对实验数据的分析可得出结论:串联电路中,电源两端的电压等于各小灯炮两端的电压_____。
(6)交流与评估
①采用不同规格的小灯泡多次测量的目的是使实验结论具有______,防止偶然性。
②换用不同规格的小灯泡时,各小灯两端的电压会发生改变,但电源电压(总电压)是不变的。
③采用改变电源电压的方法也能达到多次测量的目的。
2. 串联电路的电压规律
进一步的实验结果表明:在由两个小灯泡组成的串联电路中,电源两端的电压等于各小灯泡两端的电压之和。数学表达式:U=________。
这个结论也适用于由多个小灯泡组成的串联电路。
3. 串联电池组的电压
串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压_______。即 U=U1+U2+U3+……
知识点二、探究并联电路中电压的规律
1. 探究并联电路中电压的规律
(1)提出问题
如图所示,两个灯泡并联后接在电源两端,各支路用电器两端的电压与电源两端的电压有什么关系?
(2)猜想与假设
猜想1:并联电路各支路两端的电压之和等于电源两端的总电压。
猜想2:并联电路各支路两端的电压相等,并等于电源两端的总电压。
猜想3:……
(3)设计实验
①设计实验电路并画出电路图。
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。
③将电压表的两端分别连到L1两端、L2两端和电源两端,测量电压U1、U2、U。
④改变两个小灯泡的规格,重做上述实验。
(4)进行实验
①根据电路图连接电路,根据电源电压选择电压表的量程。
②闭合开关,将电压表的两端分别连到A与B(L1两端)、C与D(L2两端)、电源两端,测量电压UAB、UCD、U。
③改变两个小灯泡的规格,重做上述实验。
④实验数据
实验 次数 L1两端电压 UAB/V L2两端电压 UCD/V 电源两端电压U/V
1 2.9 2.9 2.9
2 2.8 2.8 2.8
3 2.5 2.5 2.5
(5)实验结论
在并联电路中,电源两端电压与各小灯泡两端的电压______。
(6)交流与评估
①当电路中有多个用电器并联时,此结论仍然成立,表达式为U1=U2=U3=…=Un=U。
②当把几节相同的新干电池并联时,并联电池组两端的电压等于一节干电池两端的电压,即U=U1=1.5 V。
③改变两个小灯泡的规格多次进行实验,目的是得出普遍规律,防止结论的偶然性。
2. 并联电路的电压规律
进一步的实验结果表明:并联电路中两个支路上小灯泡两端的电压与电源两端的电压_____。数学表达式:____________。
这一结论也适用于由多个小灯泡组成的并联电路。
总结: 串、并联电路中电压的规律
电路 串联电路 并联电路
电压规律 电源两端的电压等于各 小灯泡两端的电压之和 两个支路上小灯泡两端的电压与电源两端的电压相等
数学表达式 U=U1+U2 U=U1=U2
易错点. 认为“串并联电路电压的规律,只适用2个电阻串联或者并联的情况”
正确理解:(1)串联电路中电路两端总电压,等于各部分电压之和,这个结论的核心要义是,电路只有2个电阻串联,则U=U1+U2;电路有3个电阻串联,则U=U1+U2+U3;电路有多个电阻串联,则U=U1+U2+U3+......。
并联电路中两个支路电阻两端的电压与电源两端的电压相等。
数学表达式:U=U1=U2
并联电路中3个支路上电阻两端的电压与电源两端的电压相等。
数学表达式:U=U1=U2=U3
并联电路中多个支路上电阻两端的电压与电源两端的电压相等。
数学表达式:U=U1=U2=U3=......
用电流表、电压表判断电路故障的科学思维方法
1. 现象与原因
(1)电流表有示数,电压表无示数 :电路为通路(有电流),故障可能为:电压表损坏或接触不良,与电压表并联的用电器 短路 (电压表被短路,示数为0)。
(2) 电压表有示数,电流表无示数 :电压表内阻极大,说明其与电源两极连通。故障可能为:与电压表并联的用电器 断路 (此时电压表串联在电路中,因内阻大,电流极小,电流表无示数);电流表本身短路。
(3) 两表均无示数 :整个电路无电流。故障可能为: 干路断路 (如开关、导线、电源故障);电流表或电压表同时损坏(概率较低)。
(4) 电流表示数过大,电压表无示数 :可能发生 电源短路 或被测部分 严重短路 。电路电阻极小,电流极大,电压表被短路。
2. 分析步骤:
(1) 先看电流表 :判断是否为通路(有示数)或断路(无示数)。
(2) 再看电压表 :结合其示数判断故障位置(短路或断路)。
(3) 结合连接方式 :确认电表是否正确接入(电流表串联、电压表并联)。
注意 :操作前务必断开电源,避免短路损坏电表或电源 。
知识点一、探究串联电路中电压的规律
【例题1】如图所示,在“探究串联电路的电压规律”时,闭合开关,用电压表分别测出AC、BC、AB两端的电压分别为UAC=3V、UBC=1.5V、UAB=1.5V,将数据记录在表格中。下列说法错误的是(  )
A.改变电池的节数,再测出几组电压值
B.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
C.实验时若发现AB和AC两端电压相等,且不为0,一定是A、C之间发生了断路
D.测完UAC,将电压表接在A接线柱上的线改接到B接线柱上,可测得UBC
【答案】C
【解析】AB.用电压表分别测出AC、BC、AB两端的电压分别为UAC=3V、UBC=1.5V、UAB=1.5V,为了排除偶然性,需要改变电池的节数,或换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,机进行多次实验,得出普遍规律,故AB正确,不符合题意;
C. 实验时若发现AB和AC两端电压相等,且不为0,有可能是BC发生短路,故C错误,不符合题意;
D. 测完UAC,可在断开开关后将电压表接在A接线柱上的线直接改接到B接线柱上,即可测得UBC,保证了电流正进负出,故D正确,不符合题意。故选C。
【例题2】小明在“探究串联电路电压规律”实验中,闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是电压表量程选小了,选择合适量程后;一段时间后,L1突然熄灭,L2仍然发光,电压表无示数,原因可能是 ;电路正常后,小明想测灯泡 L2的电压,将 A 接线柱改接到 C 点,B接线柱保持不动,他 (填“能”或“不能”)测出 L2的电压。
【答案】 L1短路 不能
【解析】图中两灯跑的连接方式为串联,工作一段时间后,灯泡L1突然熄灭,L2仍然正常发光,因串联电路相互影响,不可能是断路,所以应该是L1出现短路。
将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,而保持接电压表B点的接线不动时,电压表正、负接线柱接反了,故不能测出 L2的电压。
【例题3】在“探究串联电路中电压的规律”的实验中:
(1)根据图甲连接电路,与B点相连的是电压表的______接线柱;
(2)闭合开关,电压表示数如图乙所示,此时电压表的示数为______V;为了使实验结果更准确,接下来应该:断开开关,_____________;
(3)调整后,再次闭合开关,测量电压UAB、UBC和UAC ,把实验数据记录在表格中。分析表格得结论:串联电路中,________。(写出UAB、UBC和UAC之间的关系式即可)
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 2.3 0.7 3.0
2 2.0 1.0 3.0
3 1.8 1.2 3.0
【答案】(1)负;(2)2,电压表换用小量程;(3)UAB+UBC=UAC。
【解析】(1)电压表使用时电流从正接线柱流进,负接线柱流出;电流从电源正极流到A后,从左侧流入电压表,在A点接正接线柱,则B点接负接线柱。
(2)图乙电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,电压表的示数为2V,电压表指针偏转角度太小,说明选择量程太大,误差过大,所以接下来需要断开开关,换用较小的0~3V量程重新做实验。
(3)分析表格中数据 2.3V+0.7V=3V 2.0V+1.0V=3.0V 1.8V+1.2V=3V
故串联电路两端的总电压等于各部分电压之和,即UAB+UBC=UAC
知识点二、探究并联电路中电压的规律
【例题4】某探究小组按照正确的操作要求进行了“探究并联电路中电压的规律”实验,同时在草稿纸上按顺序记录 ab、cd、ef两点之间的电压表的示数分别为2.5V、2.6V、2.5V。下列说法最合理的
是 (  )
A.通过两灯泡的电压不同是因为两灯泡的规格不同
B.实事求是,根据数据得出结论:并联电路中各处支路两端电压不相等
C.书上写着“并联电路中各支路两端的电压均相等”,所以实验数据一定是错的
D.这可能是实验误差造成的,建议检查器材后更换不同规格的灯泡多次实验
【答案】D
【解析】A.灯两端电压不同,可能是电压表本身的原因,也可能是读数问题,故A不符合题意;
B.由于测量一组数据,没有普遍性,不能得到实验结论,需要多次实验,故B不符合题意;
C.由于测量数据有误差,实验数据不是错误的,故C不符合题意;
D.灯两端电压不同是实验误差造成的,需要改变灯泡规格,多次实验,故D符合题意。
故选D。
【例题5】在探究“并联电路的电压特点”实验中,实物连接如图所示,电源电压为3V;为使实验更加合理,L1、L2应该选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;闭合开关后只是灯泡L2断路,其他电路无故障,则测得L1两端的电压为 V。
【答案】不同 3
【解析】为了避免实验的偶然性,使探究得出的结论具有普遍意义,应该选取不同规格的小灯泡进行实验。
根据电路图可知,两灯泡并联,电压表测灯泡L1两端的电压,若灯泡L2断路,其它电路无故障,由于并联电路中各支路互不影响,各支路电压都等于电源电压,则L1两端的电压等于电源电压,为3V。
【例题6】物理课上,小明探究了串联电路中电压规律,他还想知道并联电路电压有什么规律,于是在课后进行了以下探究。
(1)提出问题:并联电路中,各电灯两端的电压有什么关系?
(2)他的猜想是 ;
(3)设计实验:图为两个灯泡并联的电路图,请在图中画出电压表分别测量两灯泡及电源两端电压,并标出正负接线柱;
(4)进行实验:按照电路图连接电路,连接电路时开关应 ,进行实验测量,记录数据如表;
次数 L1两端电压 L2两端电压 电源电压
1 1.4V 1.4V 1.4V
2 2.8V 2.8V 2.8V
(5)归纳论证得出结论 ;
(6)实验评估:小明只进行了两次测量,得出的结论具有偶然性的机会很大。为了使实验结论具有普遍性,你将建议小明怎样做?建议 ;
(7)实验应用:如果电源电压为3V,那么根据探究的结论,灯L1两端的电压为 V,灯L2两端的电压为 V。
【答案】 (2)并联电路中各电灯两端的电压相等 (3) (4)断开
(5)并联电路两端电压相等 (6)应换用不同规格的灯泡,改变电源电压进行多次实验 (7)3 3
【解析】(2)各个电灯并联在相同的两点间,可以猜想:并联电路中各电灯两端的电压相等。
(3)用于两个电灯并联,所以两灯的电压与电源电压都相等,因此电压表只需要测一次电压即可,接法如图所示:。
(4)为保护电路安全,按照电路图连接电路,连接电路时开关应断开。
(5)由表中实验数据可知,两灯泡两端电压相等,由此可知,并联电路两端电压相等。
(6)为得出普遍结论,应换用不同规格的灯泡改变电源电压进行多次实验。
(7)如果电源电压为3V,并联电路各支路两端的电压相等,灯L1的电压为3V,灯L2的电压为3V。
知识点三、串并联电路中电压规律的应用(拓展)
【例题7】如图甲所示,将三个规格相同的小灯泡串联接入电源电压保持不变的电路,用电压表测量其中一个小灯泡两端的电压,示数如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A.AF两接线柱间电压约为15V
B.若测量L1的电压,只需将导线n与D点拆下,再接上A点
C.若CD间的电压表换上正常的电流表,通电后电流表示数为零
D.若小灯泡L2从灯座上旋下来,通电后电压表示数约为3V
【答案】D
【解析】A.由图乙可知,电压表选用的是小量程,分度值为0.1V,示数为1V;灯泡的规格相同,三个灯泡串联在电路中,所以每个灯泡两端的电压相同,根据串联电路的电压规律可知,电源电压即AF两接线柱间电压为1V+1V+1V=3V 故A错误;
B.由图可知,C接的是电压表的负接线柱,这说明电流从右流向左的,所以A端导线与电源的负极相连,将导线n与D点拆下,再接上A点,会使得电压表正负接线柱接反,故B错误;
C.CD间的电压表换上正常的电流表,通电后电流表相当于导线,CD间被短路,电流表与另外两个灯泡串联,电流表示数不为0,故C错误;
D.若灯L2取了,电压表被串联在电路中,电压表示数接近电源电压,大约为3V,故D正确。故选D。
【例题8】如图所示,电源电压不变,灯L1、L2完全相同。闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2是____联的。闭合S1、S2,断开S3,电压表示数为U1;闭合S1、S3,断开S2,电压表示数为U2,则_________。
【答案】 串 2∶1
【解析】闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2串联,电压表没有接入电路。
闭合S1、S2,断开S3,灯L1、L2串联,灯L1、L2串联,电压表测量电源电压,即电源电压为U1;闭合S1、S3,断开S2,灯L1、L2串联,电压表测量L2两端的电压,又两灯完全相同,则L1和L2两端电压相等,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和,则
一、探究串联电路中电压的规律(共2小题)
1. 用如图甲所示的电路探究串联电路的电压特点。关于该实验,下列说法中正确的是(  )
A.应多准备几个不同规格的灯泡,以便进行多次实验减小误差
B.闭合开关后,电压表指针如图乙所示,说明需要调整其量程
C.测出L1两端电压后,可将电压表右侧导线从b改接到c,测出电源电压后再求出L2两端电压
D.本实验采用了控制变量法,所以灯L1、L2规格必须控制相同
2.小明同学设计如图所示的电路探究“串联电路电压的规律”,电源由两节新干电池组成。
1.1 1.9 3.0
(1)连接好电路,闭合开关后小明发现电压表指针如图所示,原因是 。
(2)排除故障后,在测完AB间的电压后,小明为了方便操作,直接将电压表接A点的导线改接到C点,这样的操作是 (选填“可行”或“不可行”)的。
(3)在正确测完BC间的电压后,小明连接好电路准备测量AC间的电压,闭合开关后,发现只有灯泡发光,若电压表正常,则此时电压表的示数为 V。
(4)经过一系列的操作后,小明最终正确测量并将得到的数据记录在表格中,根据表格中的数据,小明发现了串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和的特点,于是直接得出结论,而同组的同学告诉他实验还没有结束,接下来他们要做的是 。
二、探究并联电路中电压的规律(共2小题)
1. 在探究并联电路的电压规律时,小明连接了如图所示的电路,并以此测量了电源电压U、L1支路的电压U1和L2支路的电压U2,并且发现U1=U2 =U,若要得到结论:并联电路中,各支路电压都等于电源电压,则下一步应进行的操作是(  )
A.更换不同规格的灯泡,再做几次实验 B.将L1和L2的位置交换,再做几次实验
C.保持电源、灯泡不变,进行多次测量 D.改变电压表的量程,再做几次实验
2.在“探究并联电路的电压规律”实验中,小方使用了两个相同的灯泡和进行实验。
(1)图甲所示,该电路并没有连接完成。请你用笔画线代替导线,在图中增加一条导线,使电压表测量两端的电压。
(2)如图乙所示,依次将电压表并联到电路中的a和b、c和d、e和f两点,小方发现每次测得电压表的示数相等,由此他得出结论:在并联电路中,各支路两端的电压相等。小李认为小方如此得出结论并不科学,小李接下来要进行的实验操作是: 。
(3)如图丙所示,王燕同学在读这个电压值时,她错读成了“14.5V”,这是由于王燕是以 的量程读取数据的,正确的读数应该为 V。
三、串联电路的电压规律的应用(共4小题)
1.一个电路中有两个用电器,用电压表分别测量其电压,发现两个用电器两端的电压不相同,则这两个用电器的连接方式(  )
A.一定是串联 B.一定是并联
C.可能是串联,也可能是并联 D.条件不足,无法判断
2. (2026广西一模)如图所示,电源电压为3V,电压表示数为2V,则灯泡L2两端的电压为(  )
A. 5V B. 3V C. 2V D. 1V
3.如图所示电路中,闭合开关后,电压表 V1、V2的示数分别为2V和4V,则 R1两端电压及电源电压分别为( )
A.2V 6V B.4V 2V C.2V 4V D.4V 6V
4.如图所示的电路中,电源电压恒为8V,闭合开关S,电压表的示数是3.5V,则电压表测的是 两端的电压,L1两端电压为 V。
四、并联电路的电压规律的应用(共3小题)
1. 如图所示电路,开关闭合后两灯L1、L2均发光,以下说法正确的是(  )
A. 电流表A的示数一定等于A1的示数 B. 电流表A的示数一定等于A1示数的2倍
C. 电压表V的示数一定小于V1的示数 D. 电压表V的示数一定等于V1的示数
2.如图甲所示电路,闭合开关S时,灯泡L1和L2发光。电流表A、A1的指针指在同一位置如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.取下灯泡L2,电流表A1示数不变
B.若小灯泡L1比L2亮,原因是小灯泡L1两端的电压比L2两端的电压大
C.若某时刻只有灯泡L1熄灭,原因可能是L1被短路
D.通过灯泡L2的电流为0.3A
3.如图所示,闭合开关S,电流表、的示数分别是0.2A和0.5A,则通过灯泡、的电流之比为 ,灯泡、两端的电压之比为 。
五、串并联电路的电压规律的综合应用(共2小题)
1. 同一电路中的两只小灯泡,用电压表测量每只小灯泡两端的电压后,发现两只灯泡两端电压相等,由此可以判断两只灯泡(  )
A.一定是串联 B.一定是并联
C.一定不是串联 D.可能是串联也可能是并联
2.如图甲所示,要使电阻 和是并联连接,应该闭合的开关是 ;如图乙所示的电路中,电源电压恒为 8V,闭合开关 S,电压表的示数是 3.5V,则电压表测的是 两端的电压,L1两端电压为 V。
六、利用电压表和电流表示数变化判断电路故障(共3小题)
1.如图所示的电路,闭合开关S时,只有一盏灯亮,且只有一个电表有示数,其故障可能是(  )
A.灯断路 B.灯短路
C.灯断路 D.灯短路
2.如图所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关S,发现只有一盏灯亮,且一个电表示数正常,另一个电表几乎没有示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是(  )
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1短路 D.灯L2短路
3.如图所示,电源电压恒定。闭合开关S,电路正常工作一段时间后,灯泡L突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻R或灯泡L仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中( )
①可能灯泡L断路 ②可能电阻R断路 ③可能灯泡L短路 ④可能电阻R短路
A.只有②③正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
奥地利的骄傲
埃尔温·薛定谔(Erwin Schr dinger,1887年8月12日-1961年1月4日),生于奥地利维也纳,奥地利理论物理学家,量子力学的奠基人之一,同时在固体比热、统计热力学、原子光谱等方面享有成就。1926年他提出薛定谔方程,为量子力学奠定了坚实的基础,他想出薛定谔猫思想实验,试图证明量子力学在宏观条件下的不完备性。1933年因薛定谔方程获诺贝尔物理学奖。薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子(如电子等)在运动速率远小于光速时的运动状态的基本定律,在量子力学中占有极其重要的地位,它与经典力学中的牛顿运动定律的价值相似。另外,由于他的影响,不少物理学家参与了生物学的研究工作,使物理学和生物学相结合,形成了现代分子生物学的最显著的特点之一。
薛定谔在都柏林度过了整整17年的漫长岁月,这也是他生命历程中最长的一段侨居生涯。但即使如此,他始终保持着自己的国籍,保持着自己对祖国的一片浓浓的真情。同样,祖国和人民也没有忘记薛定谔,也始终关怀着曾带给他们崇高荣誉的这位科学巨匠,一代天骄。第二次世界大战结束后不久,奥地利有关方面就试图说服薛定谔返回家乡,甚至连伦纳总统也于1946年出面劝说,但薛定谔的民族感情使他不愿回到当时按规定由苏联军队占领下的维也纳。在此后的岁月里,他和妻子常去他们酷爱的奥地利蒂罗尔山区游览,他们的满腔乡恋得以溶化在饱览祖国山河秀丽风光的喜悦中。直到1956年,苏,美,英,法四国占领军已全部撤走后,薛定谔才决定返回他朝思暮想的故乡,担任了维也纳大学理论物理学名誉教授的特别职位。尽管他已年届七十,到了通常的退休年龄,他仍然坚持又授课一年。在常人看来,薛定谔是一个非常古怪的人。他在政治上非常迀阔,甚至可说是极为幼稚。在经济方面又显得过于“深思熟虑”。他对爱情有着崇高的理想,但在实际的情爱生活中却又非常世故。总之,在旁人看来是相互冲突的特征,竟能在他身上和谐地统一起来。他的谦逊和学究气,再加上南德意志人的热情和固执,构成了他多舛的命运。他从来没有刻意把自己打扮成别人喜爱的样子。他是一个远离沽名钓誉的典范。按照狄拉克的话来说,薛定谔是一个不从习俗的人:“当他去布鲁塞尔参加索尔维会议时,他会从火车站步行到代表们住宿的旅馆,背着他那装着全部行李的帆布背包,看上去活像一个流浪乞丐。难怪他在得到一间住房之前,在接待处前先得经过那么多的盘问。”薛定谔是个激情化的人,很有诗人气质。正是普朗克、阿尔伯特·爱因斯坦、玻尔的旧量子理论山穷水尽的绝望境地激发了他天才的灵感。精神上的压力,特别是由于热恋而产生的心理压力也有助于而不是妨碍他科学上的创造性。薛定谔在现代物理学的众多缔造者中具有最复杂的人格特征。他激进地反对非正义,然而却对任何政治活动都嗤之以鼻;他藐视浮华炫耀,然而面对荣誉和奖牌却像孩子般地开心;他所沉溺其中的吠檀多观点认为每个人都是其他人的组成部分,然而他对任何与他人合作形式却都避之不及;他的思想致力于精密的推理,然而他的秉性却像首席女演员般善变;他自称是个无神论者,然而却总是使用宗教符号,并且认为自身的科学工作是在向神性靠拢。他曾对一个朋友说道:“我不想让人觉得妄自尊大,但是我认为当我被艺术学院拒绝时,这世界的确失去了人才。”薛定谔在晚年登上了荣誉的巅峰。他的祖国授予他大量的荣誉以致褒奖和谢忱。他刚回国就获得维也纳城市奖,政府设立了以他的名字命名,由奥地利科学院颁发的奖金,他是第一名获奖者。1957年他又荣获奥地利艺术和科学勋章,联邦德意志帝国高级荣誉勋章。薛定谔曾写道:“奥地利在各方面都给我以慷慨的款待,这样,我的学术生涯将荣幸地终止在它由之开始的同一个物理学院。”1957年,薛定谔幸免于一次危及生命的重病,但从此再也没有完全恢复健康。他继续从事着力所能及,不致过于劳累的工作,而他的思想仍同过去一样活跃和清晰,依然继续进行量子力学基础,统一场理论以及介子物理方面的研究。甚至在他不得不去蒂罗尔山区疗养的期间,1960年10月,他仍在与玻恩通信,仍没有停止他那无穷尽的探索。在其逝世前几周给玻恩的最后一封信中,薛定谔仍然以其常有的激昂态度同玻恩就量子力学问题进行争论,他写道:“麦克斯,你知道,我是很喜欢你的,在这一点上是不能有什么改变的。但请允许我好好地训你一顿。因此,你听着……”玻恩就此指出:“在我们通信来往的许多年里,经常是这样:粗鲁和亲切混杂在一起,最激烈地交换意见;但始终没有委屈之感。”1961年1月4日晚19时,薛定谔因肺病在妻子身边闭上了他一生探索世界,寻找科学真理的眼睛。他的智慧的头脑在长途跋涉之后永远地休息下来。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
人教版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案(全国通用)
第十六章 电压 电阻
专题23 串并联电路电压的规律
物理观念:了解串联电路和并联电路中电压的特点,能运用其解决简单的实际问题。
科学思维:做到有依据的猜想,知道多次实验对实验结论具有普遍性的认识。
科学探究: 能完成“探究串联电路和并联电路中电压的特点”的实验,能按要求完成实验报告,能选择实验探究需要的器材,经历从物理实验中探索科学规律的过程,培养学生的观察、分析、归纳能力和通过语言表达信息的能力。
科学态度与责任:培养学生实事求是、细心认真和坚持探索的科学态度以及科学方法,并重视探究中与同学间的交流与合作。
贯彻本节课核心素养目标,必须完成以下精细化的学习目标
1. 能正确将电压表接入待测电路,能画出相应的电路图。
2. 能正确使用电压表测量串、并联电路中用电器两端的电压,进一步练习连接电路和使用电压表的技能。
3. 能通过实验探究,归纳总结串、并联电路电压的规律。
本节课重点难点
重点:通过实验探究总结出串、并联电路中电压的关系,使学生熟练掌握电压表的使用和读数方法。
难点:探究“串联电路的电压规律”的实验设计、如何观察记录、如何分析并得出结论。
知识点一、探究串联电路中电压的规律
1. 探究串联电路中电压的规律
(1)提出问题
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。例如,在图所示的串联电路中,灯L1两端的电压UAB、灯L2两端的电压UBC与电源两端电压UAC之间有什么关系?
(2)猜想与假设
猜想1:串联电路中的总电压等于各用电器两端的电压之和。
猜想2:串联电路中的总电压与各用电器两端的电压相等。
猜想3:……
(3)设计实验
①设计实验电路并画出电路图如图所示。
②选用不同规格的小灯L1、L2连接电路。
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。
④改变两个小灯泡的规格,重做上述实验。
(4)进行实验
①根据电路图连接电路,根据电源电压选择电压表的量程。
②闭合开关,将电压表的两端分别连到A与B(L1两端)、B与C(L2两端)、A与C(电源两端),测量电压UAB、UBC、UAC。
③改变两个小灯泡的规格,重做上述实验。
④实验数据
实验次数 L1两端电压 UAB/V L2两端电压UBC/V 电源两端电压UAC/V
1 1.8 1.2 3.0
2 1.1 1.9 3.0
3 1.4 1.6 3.0
(5)实验结论
通过对实验数据的分析可得出结论:串联电路中,电源两端的电压等于各小灯炮两端的电压之和。
(6)交流与评估
①采用不同规格的小灯泡多次测量的目的是使实验结论具有普遍性,防止偶然性。
②换用不同规格的小灯泡时,各小灯两端的电压会发生改变,但电源电压(总电压)是不变的。
③采用改变电源电压的方法也能达到多次测量的目的。
2. 串联电路的电压规律
进一步的实验结果表明:在由两个小灯泡组成的串联电路中,电源两端的电压等于各小灯泡两端的电压之和。数学表达式:U=U1+U2。
这个结论也适用于由多个小灯泡组成的串联电路。
3. 串联电池组的电压
串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。即 U=U1+U2+U3+……
知识点二、探究并联电路中电压的规律
1. 探究并联电路中电压的规律
(1)提出问题
如图所示,两个灯泡并联后接在电源两端,各支路用电器两端的电压与电源两端的电压有什么关系?
(2)猜想与假设
猜想1:并联电路各支路两端的电压之和等于电源两端的总电压。
猜想2:并联电路各支路两端的电压相等,并等于电源两端的总电压。
猜想3:……
(3)设计实验
①设计实验电路并画出电路图。
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。
③将电压表的两端分别连到L1两端、L2两端和电源两端,测量电压U1、U2、U。
④改变两个小灯泡的规格,重做上述实验。
(4)进行实验
①根据电路图连接电路,根据电源电压选择电压表的量程。
②闭合开关,将电压表的两端分别连到A与B(L1两端)、C与D(L2两端)、电源两端,测量电压UAB、UCD、U。
③改变两个小灯泡的规格,重做上述实验。
④实验数据
实验 次数 L1两端电压 UAB/V L2两端电压 UCD/V 电源两端电压U/V
1 2.9 2.9 2.9
2 2.8 2.8 2.8
3 2.5 2.5 2.5
(5)实验结论
在并联电路中,电源两端电压与各小灯泡两端的电压相等。
(6)交流与评估
①当电路中有多个用电器并联时,此结论仍然成立,表达式为U1=U2=U3=…=Un=U。
②当把几节相同的新干电池并联时,并联电池组两端的电压等于一节干电池两端的电压,即U=U1=1.5 V。
③改变两个小灯泡的规格多次进行实验,目的是得出普遍规律,防止结论的偶然性。
2. 并联电路的电压规律
进一步的实验结果表明:并联电路中两个支路上小灯泡两端的电压与电源两端的电压相等。数学表达式:U=U1=U2。
这一结论也适用于由多个小灯泡组成的并联电路。
总结: 串、并联电路中电压的规律
电路 串联电路 并联电路
电压规律 电源两端的电压等于各 小灯泡两端的电压之和 两个支路上小灯泡两端的电压与电源两端的电压相等
数学表达式 U=U1+U2 U=U1=U2
易错点. 认为“串并联电路电压的规律,只适用2个电阻串联或者并联的情况”
正确理解:(1)串联电路中电路两端总电压,等于各部分电压之和,这个结论的核心要义是,电路只有2个电阻串联,则U=U1+U2;电路有3个电阻串联,则U=U1+U2+U3;电路有多个电阻串联,则U=U1+U2+U3+......。
并联电路中两个支路电阻两端的电压与电源两端的电压相等。
数学表达式:U=U1=U2
并联电路中3个支路上电阻两端的电压与电源两端的电压相等。
数学表达式:U=U1=U2=U3
并联电路中多个支路上电阻两端的电压与电源两端的电压相等。
数学表达式:U=U1=U2=U3=......
用电流表、电压表判断电路故障的科学思维方法
1. 现象与原因
(1)电流表有示数,电压表无示数 :电路为通路(有电流),故障可能为:电压表损坏或接触不良,与电压表并联的用电器 短路 (电压表被短路,示数为0)。
(2) 电压表有示数,电流表无示数 :电压表内阻极大,说明其与电源两极连通。故障可能为:与电压表并联的用电器 断路 (此时电压表串联在电路中,因内阻大,电流极小,电流表无示数);电流表本身短路。
(3) 两表均无示数 :整个电路无电流。故障可能为: 干路断路 (如开关、导线、电源故障);电流表或电压表同时损坏(概率较低)。
(4) 电流表示数过大,电压表无示数 :可能发生 电源短路 或被测部分 严重短路 。电路电阻极小,电流极大,电压表被短路。
2. 分析步骤:
(1) 先看电流表 :判断是否为通路(有示数)或断路(无示数)。
(2) 再看电压表 :结合其示数判断故障位置(短路或断路)。
(3) 结合连接方式 :确认电表是否正确接入(电流表串联、电压表并联)。
注意 :操作前务必断开电源,避免短路损坏电表或电源 。
知识点一、探究串联电路中电压的规律
【例题1】如图所示,在“探究串联电路的电压规律”时,闭合开关,用电压表分别测出AC、BC、AB两端的电压分别为UAC=3V、UBC=1.5V、UAB=1.5V,将数据记录在表格中。下列说法错误的是(  )
A.改变电池的节数,再测出几组电压值
B.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
C.实验时若发现AB和AC两端电压相等,且不为0,一定是A、C之间发生了断路
D.测完UAC,将电压表接在A接线柱上的线改接到B接线柱上,可测得UBC
【答案】C
【解析】AB.用电压表分别测出AC、BC、AB两端的电压分别为UAC=3V、UBC=1.5V、UAB=1.5V,为了排除偶然性,需要改变电池的节数,或换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,机进行多次实验,得出普遍规律,故AB正确,不符合题意;
C. 实验时若发现AB和AC两端电压相等,且不为0,有可能是BC发生短路,故C错误,不符合题意;
D. 测完UAC,可在断开开关后将电压表接在A接线柱上的线直接改接到B接线柱上,即可测得UBC,保证了电流正进负出,故D正确,不符合题意。故选C。
【例题2】小明在“探究串联电路电压规律”实验中,闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是电压表量程选小了,选择合适量程后;一段时间后,L1突然熄灭,L2仍然发光,电压表无示数,原因可能是 ;电路正常后,小明想测灯泡 L2的电压,将 A 接线柱改接到 C 点,B接线柱保持不动,他 (填“能”或“不能”)测出 L2的电压。
【答案】 L1短路 不能
【解析】图中两灯跑的连接方式为串联,工作一段时间后,灯泡L1突然熄灭,L2仍然正常发光,因串联电路相互影响,不可能是断路,所以应该是L1出现短路。
将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,而保持接电压表B点的接线不动时,电压表正、负接线柱接反了,故不能测出 L2的电压。
【例题3】在“探究串联电路中电压的规律”的实验中:
(1)根据图甲连接电路,与B点相连的是电压表的______接线柱;
(2)闭合开关,电压表示数如图乙所示,此时电压表的示数为______V;为了使实验结果更准确,接下来应该:断开开关,_____________;
(3)调整后,再次闭合开关,测量电压UAB、UBC和UAC ,把实验数据记录在表格中。分析表格得结论:串联电路中,________。(写出UAB、UBC和UAC之间的关系式即可)
实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V
1 2.3 0.7 3.0
2 2.0 1.0 3.0
3 1.8 1.2 3.0
【答案】(1)负;(2)2,电压表换用小量程;(3)UAB+UBC=UAC。
【解析】(1)电压表使用时电流从正接线柱流进,负接线柱流出;电流从电源正极流到A后,从左侧流入电压表,在A点接正接线柱,则B点接负接线柱。
(2)图乙电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,电压表的示数为2V,电压表指针偏转角度太小,说明选择量程太大,误差过大,所以接下来需要断开开关,换用较小的0~3V量程重新做实验。
(3)分析表格中数据 2.3V+0.7V=3V 2.0V+1.0V=3.0V 1.8V+1.2V=3V
故串联电路两端的总电压等于各部分电压之和,即UAB+UBC=UAC
知识点二、探究并联电路中电压的规律
【例题4】某探究小组按照正确的操作要求进行了“探究并联电路中电压的规律”实验,同时在草稿纸上按顺序记录 ab、cd、ef两点之间的电压表的示数分别为2.5V、2.6V、2.5V。下列说法最合理的
是 (  )
A.通过两灯泡的电压不同是因为两灯泡的规格不同
B.实事求是,根据数据得出结论:并联电路中各处支路两端电压不相等
C.书上写着“并联电路中各支路两端的电压均相等”,所以实验数据一定是错的
D.这可能是实验误差造成的,建议检查器材后更换不同规格的灯泡多次实验
【答案】D
【解析】A.灯两端电压不同,可能是电压表本身的原因,也可能是读数问题,故A不符合题意;
B.由于测量一组数据,没有普遍性,不能得到实验结论,需要多次实验,故B不符合题意;
C.由于测量数据有误差,实验数据不是错误的,故C不符合题意;
D.灯两端电压不同是实验误差造成的,需要改变灯泡规格,多次实验,故D符合题意。
故选D。
【例题5】在探究“并联电路的电压特点”实验中,实物连接如图所示,电源电压为3V;为使实验更加合理,L1、L2应该选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;闭合开关后只是灯泡L2断路,其他电路无故障,则测得L1两端的电压为 V。
【答案】不同 3
【解析】为了避免实验的偶然性,使探究得出的结论具有普遍意义,应该选取不同规格的小灯泡进行实验。
根据电路图可知,两灯泡并联,电压表测灯泡L1两端的电压,若灯泡L2断路,其它电路无故障,由于并联电路中各支路互不影响,各支路电压都等于电源电压,则L1两端的电压等于电源电压,为3V。
【例题6】物理课上,小明探究了串联电路中电压规律,他还想知道并联电路电压有什么规律,于是在课后进行了以下探究。
(1)提出问题:并联电路中,各电灯两端的电压有什么关系?
(2)他的猜想是 ;
(3)设计实验:图为两个灯泡并联的电路图,请在图中画出电压表分别测量两灯泡及电源两端电压,并标出正负接线柱;
(4)进行实验:按照电路图连接电路,连接电路时开关应 ,进行实验测量,记录数据如表;
次数 L1两端电压 L2两端电压 电源电压
1 1.4V 1.4V 1.4V
2 2.8V 2.8V 2.8V
(5)归纳论证得出结论 ;
(6)实验评估:小明只进行了两次测量,得出的结论具有偶然性的机会很大。为了使实验结论具有普遍性,你将建议小明怎样做?建议 ;
(7)实验应用:如果电源电压为3V,那么根据探究的结论,灯L1两端的电压为 V,灯L2两端的电压为 V。
【答案】 (2)并联电路中各电灯两端的电压相等 (3) (4)断开
(5)并联电路两端电压相等 (6)应换用不同规格的灯泡,改变电源电压进行多次实验 (7)3 3
【解析】(2)各个电灯并联在相同的两点间,可以猜想:并联电路中各电灯两端的电压相等。
(3)用于两个电灯并联,所以两灯的电压与电源电压都相等,因此电压表只需要测一次电压即可,接法如图所示:。
(4)为保护电路安全,按照电路图连接电路,连接电路时开关应断开。
(5)由表中实验数据可知,两灯泡两端电压相等,由此可知,并联电路两端电压相等。
(6)为得出普遍结论,应换用不同规格的灯泡改变电源电压进行多次实验。
(7)如果电源电压为3V,并联电路各支路两端的电压相等,灯L1的电压为3V,灯L2的电压为3V。
知识点三、串并联电路中电压规律的应用(拓展)
【例题7】如图甲所示,将三个规格相同的小灯泡串联接入电源电压保持不变的电路,用电压表测量其中一个小灯泡两端的电压,示数如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A.AF两接线柱间电压约为15V
B.若测量L1的电压,只需将导线n与D点拆下,再接上A点
C.若CD间的电压表换上正常的电流表,通电后电流表示数为零
D.若小灯泡L2从灯座上旋下来,通电后电压表示数约为3V
【答案】D
【解析】A.由图乙可知,电压表选用的是小量程,分度值为0.1V,示数为1V;灯泡的规格相同,三个灯泡串联在电路中,所以每个灯泡两端的电压相同,根据串联电路的电压规律可知,电源电压即AF两接线柱间电压为1V+1V+1V=3V 故A错误;
B.由图可知,C接的是电压表的负接线柱,这说明电流从右流向左的,所以A端导线与电源的负极相连,将导线n与D点拆下,再接上A点,会使得电压表正负接线柱接反,故B错误;
C.CD间的电压表换上正常的电流表,通电后电流表相当于导线,CD间被短路,电流表与另外两个灯泡串联,电流表示数不为0,故C错误;
D.若灯L2取了,电压表被串联在电路中,电压表示数接近电源电压,大约为3V,故D正确。故选D。
【例题8】如图所示,电源电压不变,灯L1、L2完全相同。闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2是____联的。闭合S1、S2,断开S3,电压表示数为U1;闭合S1、S3,断开S2,电压表示数为U2,则_________。
【答案】 串 2∶1
【解析】闭合S1,断开S2、S3,灯L1、L2串联,电压表没有接入电路。
闭合S1、S2,断开S3,灯L1、L2串联,灯L1、L2串联,电压表测量电源电压,即电源电压为U1;闭合S1、S3,断开S2,灯L1、L2串联,电压表测量L2两端的电压,又两灯完全相同,则L1和L2两端电压相等,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和,则
一、探究串联电路中电压的规律(共2小题)
1. 用如图甲所示的电路探究串联电路的电压特点。关于该实验,下列说法中正确的是(  )
A.应多准备几个不同规格的灯泡,以便进行多次实验减小误差
B.闭合开关后,电压表指针如图乙所示,说明需要调整其量程
C.测出L1两端电压后,可将电压表右侧导线从b改接到c,测出电源电压后再求出L2两端电压
D.本实验采用了控制变量法,所以灯L1、L2规格必须控制相同
【答案】B
【解析】A.在探究串联电路电压特点时,为了使结论具有普遍性,应多准备几个不同规格的灯泡,以便进行多次实验。串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和,与灯泡的规格无关,故A错误;
B.闭合开关后,电压表指针如图乙所示,电压表使用的是大量程,示数为2V,电压表指针偏转角度太小,需要调整使用0~3V的小量程,故B正确;
C.探究串联电路的电压规律时,应通过实验测得各用电器两端的电压,不能用串联电路的电压规律进行计算得出其它位置的电压,故C错误;
D.本实验探究的是串联电路电压特点,与灯泡规格无关,为了排除偶然性,L1、L2规格应不同,故D错误。
故选B。
2.小明同学设计如图所示的电路探究“串联电路电压的规律”,电源由两节新干电池组成。
1.1 1.9 3.0
(1)连接好电路,闭合开关后小明发现电压表指针如图所示,原因是 。
(2)排除故障后,在测完AB间的电压后,小明为了方便操作,直接将电压表接A点的导线改接到C点,这样的操作是 (选填“可行”或“不可行”)的。
(3)在正确测完BC间的电压后,小明连接好电路准备测量AC间的电压,闭合开关后,发现只有灯泡发光,若电压表正常,则此时电压表的示数为 V。
(4)经过一系列的操作后,小明最终正确测量并将得到的数据记录在表格中,根据表格中的数据,小明发现了串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和的特点,于是直接得出结论,而同组的同学告诉他实验还没有结束,接下来他们要做的是 。
【答案】(1)电压表正负接线柱接反了 (2)不可行 (3)3 (4)见解析
【解析】(1)闭合开关后,由图可知,电压表指针反向偏转,说明电压表正负接线柱接反了。
(2)在测完AB间的电压后,他保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,这种改接方法是不可以的,因为根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表正负接线柱接反。(3)电源为两节新干电池,则电源电压为3V。小明连接好电路准备测量AC间的电压,即电源电源,闭合开关后,灯泡发光,说明电路为通路,若电压表正常,则此时电压表的示数应与电源电压相等,即为3V。
(4)通过表格数据可知,小明只测了一组实验数据,这样得出的实验结论具有偶然性,接下来应该更换不同规格的灯泡进行多次实验,使实验结论具有普遍性。
二、探究并联电路中电压的规律(共2小题)
1. 在探究并联电路的电压规律时,小明连接了如图所示的电路,并以此测量了电源电压U、L1支路的电压U1和L2支路的电压U2,并且发现U1=U2 =U,若要得到结论:并联电路中,各支路电压都等于电源电压,则下一步应进行的操作是(  )
A.更换不同规格的灯泡,再做几次实验 B.将L1和L2的位置交换,再做几次实验
C.保持电源、灯泡不变,进行多次测量 D.改变电压表的量程,再做几次实验
【答案】A
【解析】由题意,一次实验结果具有偶然性,不能得出普遍性规律,下一步应改变电源电压或更换不同规格的灯泡,再做几次实验。改变电压表的量程,再做几次实验,实际上没有意义。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
2.在“探究并联电路的电压规律”实验中,小方使用了两个相同的灯泡和进行实验。
(1)图甲所示,该电路并没有连接完成。请你用笔画线代替导线,在图中增加一条导线,使电压表测量两端的电压。
(2)如图乙所示,依次将电压表并联到电路中的a和b、c和d、e和f两点,小方发现每次测得电压表的示数相等,由此他得出结论:在并联电路中,各支路两端的电压相等。小李认为小方如此得出结论并不科学,小李接下来要进行的实验操作是: 。
(3)如图丙所示,王燕同学在读这个电压值时,她错读成了“14.5V”,这是由于王燕是以 的量程读取数据的,正确的读数应该为 V。
【答案】(1)
(2)更换其它不同的灯泡后再测量它们两端的电压
(3)0~15V 2.9
【解析】(1)由图可知,测量L1两端电压时,应该让电压表并联在L1两端,且正进负出,如图所示:
(2)实验只做了一次就得出了实验结论,具有偶然性,不能得出普遍性规律,所以为了得出普遍性规律,改进的措施是换用其它不同规格的小灯泡进行多次实验,再得出结论。
(3)观察电路图可知,电源由两节干电池串联组成,则电源电压为3V,电路中两灯泡并联接入电路,结合电压表示数可知,电压表应选择0~3V量程,分度值为0.1V,故电压表的示数为2.9V;所以王燕同学在读这个电压值时,她错读成了“14.5V”,这是由于王燕是以0~15V的量程读取数据的。
三、串联电路的电压规律的应用(共4小题)
1.一个电路中有两个用电器,用电压表分别测量其电压,发现两个用电器两端的电压不相同,则这两个用电器的连接方式(  )
A.一定是串联 B.一定是并联
C.可能是串联,也可能是并联 D.条件不足,无法判断
【答案】A
【解析】并联电路各支路两端电压相等,两个用电器两端的电压不相同,所以它们一定不是并联,所以一定是串联,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
2. (2026广西一模)如图所示,电源电压为3V,电压表示数为2V,则灯泡L2两端的电压为(  )
A. 5V B. 3V C. 2V D. 1V
【答案】D
【解析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表并联在L1两端,电压表测量L1两端的电压,灯泡L1两端的电压U1=2V;由串联电路电压的特点可知,L2两端的电压
U2=U-U1=3V-2V=1V
故D符合题意,ABC不符合题意。
3.如图所示电路中,闭合开关后,电压表 V1、V2的示数分别为2V和4V,则 R1两端电压及电源电压分别为( )
A.2V 6V B.4V 2V C.2V 4V D.4V 6V
【答案】A
【解析】分析电路可知,闭合开关后,、串联,电压表测电压,则电压为2V,电压表测电压,则电压为4V,根据串联电压规律,电源电压为
故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
4.如图所示的电路中,电源电压恒为8V,闭合开关S,电压表的示数是3.5V,则电压表测的是 两端的电压,L1两端电压为 V。
【答案】 L2 4.5
【解析】由电路图知,闭合开关S,两个灯泡串联接入电路,电压表与灯L2并联,测L2两端的电压。
电压表示数为3.5V,据串联电路的电压特点知,L1两端的电压
四、并联电路的电压规律的应用(共3小题)
1. 如图所示电路,开关闭合后两灯L1、L2均发光,以下说法正确的是(  )
A. 电流表A的示数一定等于A1的示数 B. 电流表A的示数一定等于A1示数的2倍
C. 电压表V的示数一定小于V1的示数 D. 电压表V的示数一定等于V1的示数
【答案】D
【解析】AB.由电路图可知,小灯泡L1与L2并联,电流表A1测流过小灯泡L1的支路电路,电流表A测干路电流,因干路电流大于各支路电流,故电流表A的示数一定大于A1的示数,因两灯泡的规格未给出,则流过两灯泡的电流不一定相等,故电流表A的示数不一定等于A1示数的2倍,故AB错误;
CD.由电路图可知,电压表V1测L1两端电压,电压表V测电源电压,因两灯泡并联,故两灯泡两端电压均等于电源电压,则电压表V的示数一定等于V1的示数,故C错误,D正确。故选D。
2.如图甲所示电路,闭合开关S时,灯泡L1和L2发光。电流表A、A1的指针指在同一位置如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.取下灯泡L2,电流表A1示数不变
B.若小灯泡L1比L2亮,原因是小灯泡L1两端的电压比L2两端的电压大
C.若某时刻只有灯泡L1熄灭,原因可能是L1被短路
D.通过灯泡L2的电流为0.3A
【答案】A
【解析】A.由图可知,两灯泡并联,电流表A1测量通过L1的电流,电流表A测量干路电流,根据并联电路特点可知,当取下灯泡L2,对灯泡L1的支路没有影响,因此电流表A1示数不变,故A正确;
B. 根据并联电路电压规律可知,两灯泡两端电压相等且等于电源电压,故B错误;
C.若某时刻只有灯泡L1熄灭,原因可能是L1断路,如果L1短路,两个灯都会熄灭,故C错误;
D.根据并联电路电流规律可知,通过A的电流一定大于通过A1的电流,而电流表A、A1的指针指在同一位置,所以电流表A选择的是0~3A的量程,由乙图可知,示数为1.5A,电流表A1选择的是0~0.6A的量程,示数为0.3A,根据并联电路电流规律可知,通过灯泡L2的电流为
故D错误。故选A。
3.如图所示,闭合开关S,电流表、的示数分别是0.2A和0.5A,则通过灯泡、的电流之比为 ,灯泡、两端的电压之比为 。
【答案】 2:3 1:1
【解析】闭合开关S,两灯并联,电流表A1测L1的电流,电流表A2测干路电流,根据并联电流规律,L2的电流为
则通过灯泡L1、L2的电流之比为
根据并联电压规律,两灯两端电压相等,其比值为
五、串并联电路的电压规律的综合应用(共2小题)
1. 同一电路中的两只小灯泡,用电压表测量每只小灯泡两端的电压后,发现两只灯泡两端电压相等,由此可以判断两只灯泡(  )
A.一定是串联 B.一定是并联
C.一定不是串联 D.可能是串联也可能是并联
【答案】D
【解析】如果这两个灯泡的规格相同,当它们串联在电路中时,分得的电压相同;如果两灯泡并联在电路中,由并联电路特点可知它们两端的电压也相同;由于两灯泡规格未知,由以上分析可知:它们即可能是串联也可能是并联。故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
2.如图甲所示,要使电阻 和是并联连接,应该闭合的开关是 ;如图乙所示的电路中,电源电压恒为 8V,闭合开关 S,电压表的示数是 3.5V,则电压表测的是 两端的电压,L1两端电压为 V。
【答案】 S1、S3 L2 4.5
【解析】在图甲所示的电路中,当闭合开关 和 ,断开开关时,电流从电源正极出发,分成两条路径,一条路径经过和,另一条路径经过开关 和,然后两条路径的电流再汇合回到电源负极,此时电阻和是并联连接。
在图乙所示的电路中,电压表与灯泡并联,根据电压表的使用规则,电压表应与被测用电器并联,所以电压表测的是L2两端的电压。
在串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,则L1两端电压为。
六、利用电压表和电流表示数变化判断电路故障(共3小题)
1.如图所示的电路,闭合开关S时,只有一盏灯亮,且只有一个电表有示数,其故障可能是(  )
A.灯断路 B.灯短路
C.灯断路 D.灯短路
【答案】B
【解析】由图可知,两灯泡串联,电流表测电路电流,电压表测灯两端电压,闭合开关S时,只有一盏灯亮,说明电路不可能发生断路,若短路,则亮,电流表有示数,电压表无示数,符合题意;若短路,则亮,电流表有示数,电压表有示数,不符合题意。故选B。
2.如图所示,灯L1、L2完全相同,闭合开关S,发现只有一盏灯亮,且一个电表示数正常,另一个电表几乎没有示数。若电路中只有一处故障,则故障可能是(  )
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.灯L1短路 D.灯L2短路
【答案】B
【解析】A.若灯L1 断路,此时电路中只有L2接入电路,L2会亮,电压表测电源电压有示数,电流表测电路电流也有示数,不符合 “一个电表几乎没有示数”,故A不符合题意;
B. 若灯L2 断路,此时电路中只有L1 接入电路,L1 会亮,电流表测电路电流有示数,电压表与L2并联,由于L2 断路,电压表相当于测断路处电压,示数几乎为0,故B符合题意;
C.若灯L1 短路,L2 也会被短路,两灯都不亮,不符合 “只有一盏灯亮”,故C不符合题意;
D.若灯L2短路,L1 也会被短路,两灯都不亮,不符合 “只有一盏灯亮”,故D不符合题意。故选B。
3.如图所示,电源电压恒定。闭合开关S,电路正常工作一段时间后,灯泡L突然熄灭,电路中只有两个电表有示数。电阻R或灯泡L仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中( )
①可能灯泡L断路 ②可能电阻R断路 ③可能灯泡L短路 ④可能电阻R短路
A.只有②③正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
【答案】C
【解析】由题意可知,电路正常工作时,R与灯泡L串联,电流表测量电路中的电流,电压表V测电源两端的电压,电压表V1测灯泡L两端的电压;
①若灯泡L断路,电路中无电流,电流表示数变为0,此时两个电压表测量的都是电源电压,有示数,故①符合题意;
②若电阻R断路,电路中无电流,电流表示数变为0,电压表V1与电源两极之间是断开的,无示数,电压表V测电源两端的电压,有示数,故②不符合题意;
③若灯泡L短路,电路是通路,电路中有电流,电流表有示数,根据可知,电压表V1示数为0,电压表V测电源两端的电压,有示数,故③符合题意;
④若电阻R短路,电路是通路,电路中有电流,电流表有示数,此时两个电压表测量的都是电源电压,有示数,故④不符合题。故选C。
奥地利的骄傲
埃尔温·薛定谔(Erwin Schr dinger,1887年8月12日-1961年1月4日),生于奥地利维也纳,奥地利理论物理学家,量子力学的奠基人之一,同时在固体比热、统计热力学、原子光谱等方面享有成就。1926年他提出薛定谔方程,为量子力学奠定了坚实的基础,他想出薛定谔猫思想实验,试图证明量子力学在宏观条件下的不完备性。1933年因薛定谔方程获诺贝尔物理学奖。薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子(如电子等)在运动速率远小于光速时的运动状态的基本定律,在量子力学中占有极其重要的地位,它与经典力学中的牛顿运动定律的价值相似。另外,由于他的影响,不少物理学家参与了生物学的研究工作,使物理学和生物学相结合,形成了现代分子生物学的最显著的特点之一。
薛定谔在都柏林度过了整整17年的漫长岁月,这也是他生命历程中最长的一段侨居生涯。但即使如此,他始终保持着自己的国籍,保持着自己对祖国的一片浓浓的真情。同样,祖国和人民也没有忘记薛定谔,也始终关怀着曾带给他们崇高荣誉的这位科学巨匠,一代天骄。第二次世界大战结束后不久,奥地利有关方面就试图说服薛定谔返回家乡,甚至连伦纳总统也于1946年出面劝说,但薛定谔的民族感情使他不愿回到当时按规定由苏联军队占领下的维也纳。在此后的岁月里,他和妻子常去他们酷爱的奥地利蒂罗尔山区游览,他们的满腔乡恋得以溶化在饱览祖国山河秀丽风光的喜悦中。直到1956年,苏,美,英,法四国占领军已全部撤走后,薛定谔才决定返回他朝思暮想的故乡,担任了维也纳大学理论物理学名誉教授的特别职位。尽管他已年届七十,到了通常的退休年龄,他仍然坚持又授课一年。在常人看来,薛定谔是一个非常古怪的人。他在政治上非常迀阔,甚至可说是极为幼稚。在经济方面又显得过于“深思熟虑”。他对爱情有着崇高的理想,但在实际的情爱生活中却又非常世故。总之,在旁人看来是相互冲突的特征,竟能在他身上和谐地统一起来。他的谦逊和学究气,再加上南德意志人的热情和固执,构成了他多舛的命运。他从来没有刻意把自己打扮成别人喜爱的样子。他是一个远离沽名钓誉的典范。按照狄拉克的话来说,薛定谔是一个不从习俗的人:“当他去布鲁塞尔参加索尔维会议时,他会从火车站步行到代表们住宿的旅馆,背着他那装着全部行李的帆布背包,看上去活像一个流浪乞丐。难怪他在得到一间住房之前,在接待处前先得经过那么多的盘问。”薛定谔是个激情化的人,很有诗人气质。正是普朗克、阿尔伯特·爱因斯坦、玻尔的旧量子理论山穷水尽的绝望境地激发了他天才的灵感。精神上的压力,特别是由于热恋而产生的心理压力也有助于而不是妨碍他科学上的创造性。薛定谔在现代物理学的众多缔造者中具有最复杂的人格特征。他激进地反对非正义,然而却对任何政治活动都嗤之以鼻;他藐视浮华炫耀,然而面对荣誉和奖牌却像孩子般地开心;他所沉溺其中的吠檀多观点认为每个人都是其他人的组成部分,然而他对任何与他人合作形式却都避之不及;他的思想致力于精密的推理,然而他的秉性却像首席女演员般善变;他自称是个无神论者,然而却总是使用宗教符号,并且认为自身的科学工作是在向神性靠拢。他曾对一个朋友说道:“我不想让人觉得妄自尊大,但是我认为当我被艺术学院拒绝时,这世界的确失去了人才。”薛定谔在晚年登上了荣誉的巅峰。他的祖国授予他大量的荣誉以致褒奖和谢忱。他刚回国就获得维也纳城市奖,政府设立了以他的名字命名,由奥地利科学院颁发的奖金,他是第一名获奖者。1957年他又荣获奥地利艺术和科学勋章,联邦德意志帝国高级荣誉勋章。薛定谔曾写道:“奥地利在各方面都给我以慷慨的款待,这样,我的学术生涯将荣幸地终止在它由之开始的同一个物理学院。”1957年,薛定谔幸免于一次危及生命的重病,但从此再也没有完全恢复健康。他继续从事着力所能及,不致过于劳累的工作,而他的思想仍同过去一样活跃和清晰,依然继续进行量子力学基础,统一场理论以及介子物理方面的研究。甚至在他不得不去蒂罗尔山区疗养的期间,1960年10月,他仍在与玻恩通信,仍没有停止他那无穷尽的探索。在其逝世前几周给玻恩的最后一封信中,薛定谔仍然以其常有的激昂态度同玻恩就量子力学问题进行争论,他写道:“麦克斯,你知道,我是很喜欢你的,在这一点上是不能有什么改变的。但请允许我好好地训你一顿。因此,你听着……”玻恩就此指出:“在我们通信来往的许多年里,经常是这样:粗鲁和亲切混杂在一起,最激烈地交换意见;但始终没有委屈之感。”1961年1月4日晚19时,薛定谔因肺病在妻子身边闭上了他一生探索世界,寻找科学真理的眼睛。他的智慧的头脑在长途跋涉之后永远地休息下来。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑

资源列表