
1. 能正確將電壓表接入待測(cè)電路,能畫出相應(yīng)的電路圖。
2. 能正確使用電壓表測(cè)量串、并聯(lián)電路中用電器兩端的電壓, 進(jìn)一步練習(xí)連接電路和使用電壓表的技能。
3. 能通過實(shí)驗(yàn)探究,歸納總結(jié)串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
探究“串聯(lián)電路的電壓規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、如何觀察記錄、如何分析并得出結(jié)論。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】
探究“串聯(lián)電路的電壓規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、如何觀察記錄、如何分析并得出結(jié)論。
【自主預(yù)習(xí)】
閱讀教材,完成以下問題:
1. 探究串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律:
(1)分別把電壓表連在如圖所示電路中的AB兩點(diǎn)、BC兩點(diǎn)、AC兩點(diǎn),測(cè)出燈L1兩端的電壓U1、燈L2兩端的電壓U2和電源電壓U。
(2)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可以得出:串聯(lián)電路中電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和.
數(shù)學(xué)表達(dá)式: U=U1+U2
2. 探究并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律:
(1)如圖所示,燈L1與燈L2并聯(lián),將電壓表的兩端分別連到L1兩端、L2兩端和電源兩端,測(cè)量電壓U1、U2、U。
(2)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論:并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等,都等于電源電壓。數(shù)學(xué)表達(dá)式:U=U1=U2.
【合作探究】
探究一、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律
【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】探究串聯(lián)電路中用電器兩端的電壓與電源兩端電壓的關(guān)系
(1)提出問題:
如圖1所示,兩個(gè)燈泡串聯(lián)后接在電源兩端,兩燈泡兩端的電壓與電源兩端電壓有什么關(guān)系?
(2)猜想與假設(shè)
猜想1:串聯(lián)電路中的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和。
猜想2:串聯(lián)電路中的總電壓與各用電器兩端的電壓相等。
猜想3:……
圖1 圖2
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路并畫出電路圖,如圖2所示。
②選用不同(相同/不同)規(guī)格的小燈泡L1、L2連接電路。根據(jù)電源電壓選擇電壓表的量程。
③將電壓表的兩端分別連到A與B、B與C、A與C,測(cè)量電壓U1、U2、U。
④改變兩個(gè)小燈泡的規(guī)格,重做上述實(shí)驗(yàn)。
(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
①根據(jù)電路圖連接電路,閉合電鍵,測(cè)出AB兩點(diǎn)間(即L1兩端)的電壓并記錄;
②根據(jù)電路圖連接電路,閉合電鍵,測(cè)出BC兩點(diǎn)間(即L2兩端)的電壓并記錄;
③根據(jù)電路圖連接電路,閉合電鍵,測(cè)出AC兩點(diǎn)的電壓(電源兩端電壓)并記錄;
④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
L1兩端電壓
UAB/V
L2兩端電壓UBC/V
電源兩端電壓UAC/V
1
1.8
1.2
3.0
2
1.1
1.9
3.0
3
1.4
1.6
3.0
(5)分析論證
通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可得出結(jié)論:串聯(lián)電路中電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和.
數(shù)學(xué)表達(dá)式: U=U1+U2
(6)交流與評(píng)估
①采用不同規(guī)格的小燈泡多次測(cè)量的目的是使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性,防止偶然性。
②換用不同規(guī)格的小燈泡時(shí),各小燈泡兩端的電壓會(huì)發(fā)生改變,但電源兩端的電壓(總電壓)是不變的。
2. 串聯(lián)電池組的電壓
(1)做一做
把一節(jié)干電池的負(fù)極和另一節(jié)干電池的正極連在一起組成電池組。分別測(cè)量每節(jié)干電池兩端的電壓,然后測(cè)量這個(gè)電池組的電壓。它們之間有什么關(guān)系?
2節(jié)干電池串聯(lián),電池組電壓為U=1.5V×2=3V;3節(jié)干電池串聯(lián),電池組電壓為U=1.5V×3=4.5V
(2)結(jié)論:串聯(lián)電池組兩端的電壓等于每節(jié)電池兩端電壓之和,即U=1.5V×n(n為電池節(jié)數(shù))
【例題1】如圖所示,用電壓表分別測(cè)量L1兩端的電壓U1、L2兩端的電壓U2以及L1、L2串聯(lián)的總電壓U,請(qǐng)根據(jù)表盤讀數(shù)回答下列問題:
(1)L1兩端的電壓U1是多大?
(2)L2兩端的電壓U2是多大?
(3)L1、L2串聯(lián)的總電壓U是多大?
(4)電源電壓是多大?
【答案】(1)1.3V;(2)1.7V;(3)3V;(4)3V。
【解析】(1)V1的示數(shù)為1.3V,因此L1兩端的電壓U1是1.3V;
(2)V2的示數(shù)為1.7V,因此L2兩端的電壓U2是1.7V;
(3)由于兩燈泡串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和,可知L1、L2串聯(lián)的總電壓U=U1+U2=1.3V+1.7V=3V
(4)電源電壓等于L1、L2串聯(lián)的總電壓,所以電源電壓是3V。
【例題2】小順利用圖1所示電路“探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律”。
(1)在圖1畫出電壓表,使其測(cè)AB間的電壓________。
(2)選擇器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),L1與L2的規(guī)格要不同的,目的是_______。
(3)連接好電路后,閉合開關(guān),若兩燈均不亮,電壓表示數(shù)為零,則電路故障可能是________。(假設(shè)故障只發(fā)生在燈L1或L2處)
(4)更換不同規(guī)格的燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表格所示,分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:在串聯(lián)電路中________。
【答案】(1)如圖所示。(2)得出普遍性的規(guī)律。(3)是L2斷路。(4)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。
【解析】(1)電壓表與待測(cè)電路并聯(lián),電壓表測(cè)AB間的電壓,電壓表與燈L1并聯(lián),如圖所示。
(2)為避免實(shí)驗(yàn)的偶然性,得出普遍性的結(jié)論,選擇器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),L1與L2的規(guī)格要不同,目的是得出普遍性的規(guī)律。
(3)兩電阻串聯(lián),電壓表測(cè)L1的電壓,連接好電路后,閉合開關(guān),若兩燈均不亮,電路可能斷路,電壓表(測(cè)L1的電壓)示數(shù)為零,說明電壓表與電源沒有連通,則電路故障可能是L2斷路,造成整個(gè)電路斷路。
(4)分析表中數(shù)據(jù)可得 2.0V+4.0V=6.0V 3.5V+2.5V=6.0V 4.5V+1.5V=6.0V
可以得出結(jié)論:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。
探究二、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
1. 實(shí)驗(yàn)探究:探究并聯(lián)電路各支路用電器兩端的電壓與電源兩端電壓的關(guān)系。
(1)提出問題
如圖1兩個(gè)燈泡并聯(lián)后接在電源兩端,各支路用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓有什么關(guān)系?
(2)猜想與假設(shè)
猜想1:并聯(lián)電路各支路兩端的電壓之和等于電源兩端的總電壓;
猜想2:并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,并等于電源兩端的總電壓;
猜想3:……
圖1 圖2
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路并畫出電路圖(圖2所示)。
②選用不同(相同/不同)規(guī)格的小燈泡L1、L2連接電路。根據(jù)電源電壓選擇電壓表的量程。
③將電壓表的兩端分別連到L1兩端、L2兩端和電源兩端,測(cè)量電壓U1、U2、U。
④改變兩個(gè)小燈泡的規(guī)格,重做上述實(shí)驗(yàn)。
(4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
①測(cè)燈L1兩端的電壓并記錄;②測(cè)燈L2兩端的電壓并記錄;③測(cè)電源兩端電壓并記錄。
④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
L1兩端電壓
U1/V
L2兩端電壓
U2/V
電源兩端電壓U/V
1
2.9
2.9
2.9
2
2.8
2.8
2.8
3
2.8
2.8
2.8
(5)分析論證
通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可得出結(jié)論:并聯(lián)電路中電源兩端電壓與各支路用電器兩端電壓相等。數(shù)學(xué)表達(dá)式: U=U1=U2
(6)交流與評(píng)估
①當(dāng)電路中有多個(gè)用電器并聯(lián)時(shí),此結(jié)論仍然成立,表達(dá)式為U1=U2=U3=…=Un=U。
②當(dāng)把幾節(jié)相同的新干電池并聯(lián)時(shí),并聯(lián)電池組兩端的電壓等于一節(jié)干電池兩端的電壓,即
U=U1=1.5 V。
③采用不同的方法多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的目的是得出普遍規(guī)律,防止結(jié)論的偶然性。
【例題3】為探究并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律,實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:干電池組(電壓約為3V)、電壓表、多個(gè)小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖甲中把電路連接完整,要求電壓表測(cè)量燈L1兩端的電壓;___________
(2)實(shí)驗(yàn)中,某小組分別測(cè)出燈L1、L2兩端的電壓和并聯(lián)電路的總電壓,電壓表的示數(shù)都相同,如圖乙所示,其值為_______V。根據(jù)這組數(shù)據(jù),該小組得出并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律為:并聯(lián)電路總電壓與各用電器兩端的電壓_______;
【答案】D.
【解析】(1)探究并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律,兩燈并聯(lián),電壓表與待測(cè)電路并聯(lián),電源電壓為3V,故電壓表選用小量程與燈L1并聯(lián),如圖所示.
(2)因電源電壓為3V,故電壓表選用0~3V量程,則分度值是0.1V,由圖乙知示數(shù)為2.6V,分別測(cè)出燈L1、L2兩端的電壓和并聯(lián)電路的總電壓,電壓表的示數(shù)都相同,說明并聯(lián)電路總電壓與各用電器兩端的電壓相等。
【精講點(diǎn)撥】
1. 采用不同規(guī)格的小燈泡多次測(cè)量的目的是使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性,防止偶然性。換用不同規(guī)格的小燈泡時(shí),各小燈泡兩端的電壓會(huì)發(fā)生改變,但電源兩端的電壓(總電壓)是不變的。
2. 串聯(lián)電池組兩端的電壓等于每節(jié)電池兩端電壓之和,即U=1.5V×n(n為電池節(jié)數(shù))。
3. 當(dāng)電路中有多個(gè)用電器并聯(lián)時(shí),此結(jié)論仍然成立,表達(dá)式為U1=U2=U3=…=Un=U。
4. 當(dāng)把幾節(jié)相同的新干電池并聯(lián)時(shí),并聯(lián)電池組兩端的電壓等于一節(jié)干電池兩端的電壓,即U=U1=1.5 V。
【歸納整理】
第2節(jié) 串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律
【課堂練習(xí)】
1. 如圖1所示一種節(jié)日小彩燈是由多個(gè)小燈泡組成的,若每個(gè)小彩燈上標(biāo)注的正常工作電壓是9V,則應(yīng)將______個(gè)小彩燈______(填“串”或“并”)聯(lián)接在家庭電路兩端。測(cè)得第一個(gè)燈泡的電流為0.2A,第5個(gè)燈泡的電流為______A。
【答案】25,串,0.2.
【解析】小彩燈額定電壓小于家庭電路電壓,家庭電路的電壓是220V,小彩燈應(yīng)串聯(lián)接入家庭電路;串聯(lián)的只數(shù)n=220V/9=25;
根據(jù)串聯(lián)電路中各處的電流都相等,測(cè)得第一個(gè)燈泡的電流為0.2A,第5個(gè)燈泡的電流為0.2A。
圖1 圖2
2. 在如圖2所示的電路中,電源電壓是6 V,電壓表示數(shù)是2 V,電壓表測(cè)的是燈 _____兩端的電壓,燈L1兩端的電壓為 _____V.
【答案】L2,4。
【解析】由電路圖可知,燈泡L1和L2串聯(lián),電壓表測(cè)L2兩端的電壓,即電壓表的示數(shù)為L(zhǎng)2兩端的電壓;根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈L1兩端的電壓.由電路圖可知,L1和L2是串聯(lián),電壓表測(cè)L2兩端的電壓;由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知,燈L1兩端的電壓U1=U-U2=6V-2V=4V
3. 一個(gè)電動(dòng)機(jī)工作時(shí),要求電源電壓是6V。如果用干電池作電源,需要_____節(jié)_____聯(lián)起來。
【答案】4,串。
【解析】由于干電池串聯(lián)后的總電壓等于串聯(lián)干電池的電壓之和,而干電池并聯(lián)后的總電壓等于一節(jié)干電池兩端的電壓,因此需要串聯(lián)使用,由于電源電壓為6V,而每節(jié)干電池電壓為1.5V,所以需要串聯(lián)的節(jié)數(shù)為n= 6V/1.5V=4
4.在“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,連接電路如圖所示,要求用電壓表測(cè)L2兩端的電壓.圖中只有一根導(dǎo)線連錯(cuò)了,請(qǐng)你在連錯(cuò)的導(dǎo)線上畫“×”,并畫出正確的電路連接______.
【答案】見右圖.
【解析】要探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律并測(cè)L2兩端的電壓,兩個(gè)小燈泡應(yīng)串聯(lián),電壓表應(yīng)該與小燈泡L2并聯(lián);觀察實(shí)物圖可知,電壓表與燈泡L1串聯(lián)了,且兩個(gè)小燈泡相當(dāng)于并聯(lián);連錯(cuò)的導(dǎo)線為L(zhǎng)2接開關(guān)的導(dǎo)線,應(yīng)將L2接開關(guān)的導(dǎo)線改接在電壓表的負(fù)接線柱上,即可滿足實(shí)驗(yàn)要求,如圖所示.
5. 如圖所示,在探究“串聯(lián)電路中用電器兩端的電壓與電源兩端電壓的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,用電壓表測(cè)得U1=3V,U2=3V,U=6V,在表格中記錄數(shù)據(jù)后,下一步應(yīng)該做的是( )
A.整理器材,分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論
B.改變電源電壓,再測(cè)出幾組電壓值
C.對(duì)換L1和L2的位置,再測(cè)出一組電壓值
D.換用不同規(guī)格的小燈泡,再測(cè)出幾組電壓值
【答案】D。
【解析】由題意可知,用電壓表測(cè)出L1、L2、電源兩端的電壓分別為U1=3V,U2=3V,U電源=6V。說明兩個(gè)小燈泡是同一個(gè)規(guī)格的,接下來的操作是換用不同規(guī)格的小燈泡再測(cè)出幾組電壓值,然后分析數(shù)據(jù),這樣得出的結(jié)論才具有普遍性。故D符合題意,ABC不符合題意。 故選D。
6. 如圖所示,一個(gè)有蓋的木盒,盒蓋上可看到兩只燈泡和一個(gè)開關(guān)(導(dǎo)線的連接和電源隱藏在盒內(nèi)),開關(guān)閉合,下列說法不正確的是( )
A.如果兩燈都亮,兩燈可能是串聯(lián),也可能是并聯(lián)
B.若用電壓表測(cè)得兩燈的電壓相等,則兩燈一定是并聯(lián)
C.若用電壓表測(cè)得兩燈的電壓不相等,則兩燈一定是串聯(lián)
D.若用電流表測(cè)量通過兩燈的電流不相等,則兩燈一定是并聯(lián)
【答案】B.
【解析】A.串聯(lián)電路中的開關(guān)控制整個(gè)電路,而并聯(lián)電路中,干路上的開關(guān)也控制整個(gè)電路;因此一個(gè)開關(guān)控制兩只燈泡的亮和滅,則兩只燈泡既可以串聯(lián)也可以并聯(lián),故A正確,不符合題意;
B.在并聯(lián)電路中各燈泡兩端的電壓一定相等;如果兩個(gè)燈泡完全相同,在串聯(lián)電路中分得的電壓也相同;所以,若用電壓表測(cè)得兩燈電壓相等,則兩燈的連接可能是串聯(lián),也可能是并聯(lián),故B錯(cuò)誤,符合題意;
C.因?yàn)樵诓⒙?lián)電路中各燈泡兩端的電壓一定相等,所以,若用電壓表測(cè)得兩燈電壓不相等,則兩燈的連接是串聯(lián),且兩燈泡的規(guī)格不同,故C正確,不符題意;
D.因?yàn)樵诖?lián)電路中通過兩燈泡的電流一定相等,所以,如果通過兩個(gè)燈泡的電流不相等,則兩燈一定并聯(lián),故D正確,不符題意。故選B。
7.在“探究串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)根據(jù)圖甲連接電路,與B點(diǎn)相連的是電壓表的 ___接線柱;
(2)閉合開關(guān),電壓表示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)電壓表的示數(shù)為 ___V;為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確,接下來應(yīng)該:斷開開關(guān),_____;
(3)調(diào)整后,再次閉合開關(guān),測(cè)量電壓UAB、UBC和UAC ,把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中。分析表格得結(jié)論:串聯(lián)電路中,____。(寫出UAB、UBC和UAC之間的關(guān)系式即可)
【答案】(1)負(fù);(2)2,電壓表?yè)Q用小量程;(3)UAB+UBC=UAC。
【解析】(1)電壓表使用時(shí)電流從正接線柱流進(jìn),負(fù)接線柱流出;電流從電源正極流到A后,從左側(cè)流入電壓表,在A點(diǎn)接正接線柱,則B點(diǎn)接負(fù)接線柱。
(2)圖乙電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,電壓表的示數(shù)為2V,電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度太小,說明選擇量程太大,誤差過大,所以接下來需要斷開開關(guān),換用較小的0~3V量程重新做實(shí)驗(yàn)。
(3)分析表格中數(shù)據(jù) 2.3V+0.7V=3V 2.0V+1.0V=3.0V 1.8V+1.2V=3V
故串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電壓之和,即UAB+UBC=UAC
8. 在“探究并聯(lián)電路電壓規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,小明使用了兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡。
(1)如圖甲,小明已完成部分電路連接,閉合開關(guān),燈泡L1、L2的發(fā)光情況是 ______________,電壓表 _____(選填“有”或“無”)示數(shù),請(qǐng)用筆畫線在圖中增加一條導(dǎo)線,使電路連接完整(導(dǎo)線不能交叉);
(2)如圖乙所示電路,將電壓表正確接在a、b兩點(diǎn),閉合開關(guān)后,電壓表的示數(shù)如圖丙所示,則電壓表示數(shù)為 _____V;
(3)依次將電壓表改接到c、d兩點(diǎn)和e、f兩點(diǎn),發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)與(2)中電壓表示數(shù)相同,由此他得出結(jié)論:在并聯(lián)電路中,各支路兩端的電壓相等且等于電源電壓,此實(shí)驗(yàn) _____(選填“科學(xué)”或“不科學(xué)”),接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是 _____。
【答案】(1)兩燈都不發(fā)光,有,電路連接見下圖。(2)2.8V;(3)不科學(xué),更換不同規(guī)格的燈泡,多次實(shí)驗(yàn)。
【解析】(1)如圖甲所示,電壓表串聯(lián)在電路中,兩燈均被短路,閉合開關(guān),出現(xiàn)的現(xiàn)象是:燈泡L1、L2都不發(fā)光,電壓表測(cè)電源電壓,電壓表有示數(shù)。兩燈應(yīng)并聯(lián),電壓表測(cè)量燈泡L2兩端電壓,電壓表與燈L2并聯(lián),如圖所示。
(2)由圖甲可知,電壓表選用0~3V量程,閉合開關(guān)后,電壓表的示數(shù)如圖丙所示,其分度值0.1V,示數(shù)為2.8V。
(3)實(shí)驗(yàn)中使用兩個(gè)規(guī)格相同的燈泡且只有一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論具有偶然性,不科學(xué),為得出普遍性的結(jié)論,要換用不同規(guī)格的燈泡多次實(shí)驗(yàn)。
【課后反思】本節(jié)課學(xué)習(xí)中,你有哪些收獲,還有哪些問題?實(shí)驗(yàn)次序
U1/V
U2/V
U/V
1
2.0
4.0
6.0
2
3.5
2.5
6.0
3
4.5
1.5
6.0
電路
串聯(lián)電路
并聯(lián)電路
電壓規(guī)律
電源兩端電壓等于各
用電器兩端電壓之和
電源兩端電壓與各支路
用電器兩端電壓相等
數(shù)學(xué)表達(dá)式
U=U1+U2
U=U1=U2
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
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
這是一份初中物理人教版九年級(jí)全冊(cè)第1節(jié) 電壓導(dǎo)學(xué)案,共2頁(yè)。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo),自學(xué)內(nèi)容及檢測(cè),合作學(xué)習(xí)與探究,當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份初中物理人教版九年級(jí)全冊(cè)第1節(jié) 電壓導(dǎo)學(xué)案,共3頁(yè)。學(xué)案主要包含了探究串聯(lián)電路中電流的關(guān)系,探究并聯(lián)電路中電流的關(guān)系等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版九年級(jí)全冊(cè)第十六章 電壓 電阻第1節(jié) 電壓學(xué)案,共3頁(yè)。
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