九年級物理上冊 串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律學案 （新版）蘇科版.doc

串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律 【學習目標】 1.會正確使用電壓表接入串、并聯(lián)電路，并能畫出相應(yīng)的電路圖； 2.會分析實驗數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)串、并聯(lián)電路各自電壓的規(guī)律； 3.會利用串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律解決簡單問題。 【要點梳理】 要點一、串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律 (1)提出問題：串聯(lián)電路中各部分電路兩端電壓與總電壓有什么關(guān)系呢？ (2)猜想與假設(shè)： 　?、俅?lián)電路中各部分電路兩端的電壓相等； 　?、诖?lián)電路中各部分電路兩端的電壓之和等于總電壓。 (3)實驗設(shè)計： 　實驗器材：兩節(jié)干電池，六只小燈泡(其中第二次實驗用的兩只相同)，1只電壓表，一只開關(guān)，導(dǎo)線若干。 　實驗步驟： 　?、俜謩e把電壓表并聯(lián)在如圖所示的電路中A、B兩點，B、C兩點，A、C兩點間測量電壓，看看它們之間有什么關(guān)系。 　?、趽Q上另外四只燈泡，再測兩次，看看是否還有同樣的關(guān)系。 　　三次測量的電路圖分別如圖所示： 　　　　　　　　　　　 (4)進行實驗與記錄數(shù)據(jù)：按上述要求進行實驗，實驗記錄如下表所示。 實驗序號 A、B間電壓U1/V B、C間電壓U2/V A、C間電壓U/V 1 1.4 1.6 3 2 1.5 1.5 3 3 1.8 1.2 3 (5)分析與論證： 　　從實驗過程和實驗記錄中可以看出，兩燈泡的規(guī)格相同時，U1=U2；當兩燈泡的規(guī)格不相同時，U1≠U2，但都滿足U1+U2=U。 (6)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的電壓之和，即U=U1+U2。 (7)評估與交流：回顧以上操作，看看是否存在不妥的地方：讀數(shù)時是否實事求是?更換燈泡時是否換用了不同規(guī)格的?如果這些因素在實驗中都作了充分的考慮，實驗的結(jié)果應(yīng)該是可靠的，各小組把實驗結(jié)果寫成實驗報告，并在班上進行交流和討論。 要點詮釋： 實驗探究過程中的注意事項 (1)連接實驗電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；電壓表應(yīng)并聯(lián)在被測電路中； (2)應(yīng)從電源正極(或負極)起按電路圖將元件逐個連接起來； (3)連接好電路后，要先用開關(guān)試觸，觀察電壓表的指針偏轉(zhuǎn)情況，確認無誤后，再閉合開關(guān)，觀察示數(shù)； (4)讀數(shù)時，要客觀、精確，視線與刻度線垂直，讀數(shù)完畢，斷開開關(guān)，切斷電源，整理好儀器； (5)電壓表的量程選擇得過小，會使指針偏轉(zhuǎn)過大，損壞電表；選擇得過大，會使指針偏轉(zhuǎn)過小，測量不準確；一般來說，選擇的量程，應(yīng)使指針偏轉(zhuǎn)到刻度盤的之間。 知識點二、并聯(lián)電路中電壓規(guī)律： （1）提出問題：并聯(lián)電路兩端的總電壓跟各個支路兩端電壓有什么關(guān)系？ （2）猜想假設(shè)： ①并聯(lián)電路各條支路兩端的電壓都相等； ②并聯(lián)電路的總電壓等于各條電路兩端的電壓之和 。 （3）設(shè)計實驗： 實驗器材：兩節(jié)干電池，六只小燈泡(其中第二次實驗用的兩只相同)，1只電壓表，一只開關(guān)，導(dǎo)線若干。 實驗步驟： ①別把電壓表并聯(lián)在如圖所示的電路中A、B兩點，C、D兩點，E、F兩點間測量電壓，看看它們之間有什么關(guān)系。 ②換上另外四只燈泡，再測兩次，看看是否還有同樣的關(guān)系。 （4）進行實驗與記錄數(shù)據(jù)：按上述要求進行實驗，實驗記錄如下表所示。 實驗序號 A、B間電壓U1/V C、D間電壓U2/V E、F間電壓U/V 1 2.6 2.6 2.6 2 2.5 2.5 2.5 3 2.7 2.7 2.7 （5）分析論證：并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等，等于總電壓（電源電壓）與燈泡的規(guī)格沒有關(guān)系。 （6）得出結(jié)論：并聯(lián)電路中的總電壓，等于各個支路兩端的電壓，各支路電壓相等即：U= U1=U2。 要點詮釋： 1、電壓與電流的對比： 　　 2、幾個常見電路元件的特殊處理 　　我們在分析電路連接情況時，往往是針對用電器而言的，其它元件如開關(guān)、電壓表、電流表等這些“攔路虎”，對我們分析比較復(fù)雜的電路來說負面影響很大，如果既可將有些元件從電路圖中拆掉，又能保證那些元件拆掉后不影響用電器的原連接情況的的話，原電路圖就可以得到簡化，以便揭開“廬山真面目”。為此，我們完全可以依據(jù)所拆元件的特性進行簡化，其方法是： ①開關(guān)：若是開關(guān)閉合，就在原開關(guān)處畫一導(dǎo)線連通，若是開關(guān)斷開，就將此路完全去掉不要。 ②電壓表：由于電壓表的電阻很大，因此可把連電壓表處當成開路，只須把電壓表拆掉即可。 ③電流表：由于電流表的電阻很小，因此可把連電流表處當成短路，電流表拆下處要用導(dǎo)線連通。 　　通過上述方法所得的簡化圖表示出的用電器連接情況即為原電路中用電器連接情況。最好在草稿紙上處理，用鉛筆先畫出原電路圖后，從電源正極開始，逐一依序增刪，直到電源負極為止。 【典型例題】 類型一、串、并聯(lián)電路電壓規(guī)律的應(yīng)用 1.如圖所示的電路圖，開關(guān)S接到a時，電壓表示數(shù)為9V，開關(guān)S接到b時，電壓表示數(shù)為4V，下列說法不正確的是（　?。? A．電源電壓為9V B．燈L1兩端的電壓為4V C．燈L2兩端的電壓為4V D．燈L1和燈L2的總電壓為9V 【思路點撥】當開關(guān)S接到a時，兩燈泡串聯(lián)，電壓表測電源的電壓；當開關(guān)接到b時，兩燈泡仍然串聯(lián)，電壓表測L2兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈L1兩端的電壓。 【答案】B 【解析】當開關(guān)S接到a時，兩燈泡串聯(lián)，電壓表測電源的電壓，即電源的電壓U=9V，故A、D正確；當開關(guān)接到b時，兩電阻仍然串聯(lián)，電壓表測L2兩端的電壓，即燈L2兩端的電壓U2=4V，故C正確；∵串聯(lián)電路的總電壓等于各分電阻兩端的電壓之和，∴燈L1兩端的電壓U1=U-U2=9V-4V=5V，故B錯誤。 【總結(jié)升華】本題考查了串聯(lián)電路的電壓特點和電壓表的正確使用，關(guān)鍵是開關(guān)與不同的觸點連接時電壓表所測對象的判斷。 舉一反三： 【變式】在下圖所示的電路中，電源電壓為9V。開關(guān)閉合后，電壓表V1示數(shù)為6V，V2示數(shù)為5V，燈L1兩端的電壓為________V，L2兩端的電壓為________V，燈L3兩端的電壓為________V。 【答案】4；2；3 2.如圖所示，三個燈泡是相同的，當開關(guān)閉合時，電流表A1、A2、A3的示數(shù)之比為 ，三個燈泡兩端的電壓之比為 。 【思路點撥】看清三個小燈泡的串、并聯(lián)關(guān)系，明白三個電表所測的電路，搞清并聯(lián)電路電壓、電流規(guī)律是解題的關(guān)鍵。 【答案】3：2：1；1：1：1 【解析】三個燈泡兩端的電壓相同，所以電壓比為1：1：1；因為三個燈泡規(guī)格相同所以通過每一個燈泡的電流相等設(shè)為I，A3測的是通過一個個燈泡的電流，示數(shù)為I；A2測的是通過兩個小燈泡的電流，示數(shù)為2I；A1測的是通過三個小燈泡的電流，示數(shù)為3I，所以電流表示數(shù)為3：2：1。 【總結(jié)升華】此題考查了并聯(lián)電路的電流規(guī)律和電壓規(guī)律，首先分析電路圖，結(jié)合并聯(lián)電路電流、電壓規(guī)律解題。 類型二、綜合應(yīng)用 3.如圖所示為某同學在實驗室用電壓表測電壓時所設(shè)計的一個電路圖，下列有關(guān)此電路的說法中不正確的是（　　） A．電壓表不可能同時測得L1、L2兩端的電壓 B．S1和S2不能同時閉合，否則電路將短路 C．若S1和S2都斷開，電壓表示數(shù)為零 D．若在測得L1兩端電壓后，只需斷開S1、閉合S2，就能直接測出L2兩端的電壓 【答案】D 【解析】因為L1、L2是串聯(lián)在電路中，則電壓表不可能同時與L1、L2并聯(lián)；故A選項正確，不符合題意； 由圖可知：S1和S2同時閉合時會直接連通了電源的兩極，電流將不再經(jīng)過燈泡，發(fā)生短路，故B選項正確，不符合題意；若S1和S2都斷開，電壓表不能連入電路，故電壓表不能測量，電壓表示數(shù)就為零，故C選項正確；不符合題意；在測得L1兩端電壓時，電流是從電壓表的正接線柱流入，負接線柱流出.則斷開S1、閉合S2時，電流就會從電壓表的負接線柱流入，正接線柱流出；使電壓表的正負接線柱接反了，不能使用；故D選項錯誤，符合題意。 【總結(jié)升華】根據(jù)電壓表的正確使用方法進行分析，即電壓表與被測用電器并聯(lián)，且電流必須從正接線柱流入，負接線柱流出．電路有三種狀態(tài)：通路、斷路（也叫開路）和短路；所謂電源短路，就是用導(dǎo)線不經(jīng)過用電器直接將電源兩極相連。 舉一反三： 【變式】如圖所示，電路正常工作。當電鍵S由閉合到斷開時，電壓表V的示數(shù)將（　?。? A．變大 B．變小 C．不變 D．無法確定 【答案】A 4.小明在實驗室連接如圖所示電路，閉合開關(guān)后，三盞燈都不亮，檢查電路各接線柱連接完好，電路正常。估計可能是哪一盞燈出現(xiàn)故障。請你用一根導(dǎo)線或一個電壓表幫助他找出故障。判斷是什么故障（燈斷路或短路）并說明判斷方法。 【答案】方法一、利用一根導(dǎo)線： 把導(dǎo)線并聯(lián)到燈L1兩端時，若L2、L3燈亮，則燈L1斷路；若L2、L3燈不亮，則L1是完好的；再把導(dǎo)線并到L2兩端、L3兩端，依此法類推，直到找到斷路的燈泡為止。 方法二、利用電壓表： 把電壓表并到燈L1兩端時，若電壓表有示數(shù)，則燈L1斷路L2、L3是完好的；若電壓表無示數(shù)，則燈L1是完好的；再把電壓表并到L2兩端、L3兩端，依此法類推，直到找到斷路的燈泡為止。 【解析】閉合開關(guān)后，三盞燈都不亮，說明三盞燈不可能是短路（若有一只小燈泡短路，其它燈泡應(yīng)發(fā)光），只能是斷路；用導(dǎo)線和電壓表檢查電路故障，根據(jù)燈泡是否發(fā)光，電壓表是否有示數(shù)判斷，如下圖所示。 【總結(jié)升華】本題考查了學生利用導(dǎo)線、電壓表判斷電路故障的分析能力，電路故障分短路和斷路兩種情況，平時做實驗時試一試，多總結(jié)、提高分析能力。 舉一反三： 【變式】如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，兩盞燈L1和L2都發(fā)光，電壓表的示數(shù)為5V，電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角度和電壓表恰好相同，則燈L1兩端的電壓為 V，突然間兩盞燈都不發(fā)光了，兩個電壓表中一個示數(shù)沒有發(fā)生變化，而另外一個示數(shù)變?yōu)榱?，?jù)此判斷是哪盞燈發(fā)生了故障，是什么故障？ 【答案】4V；L1發(fā)生了斷路 類型三、實驗探究 5.如圖所示，小陽在“探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律”實驗時，閉合開關(guān)S，用電壓表分別測出AB、BC、AC兩端的電壓分別為UAB=2.5V，UBC=1.5V，UAC=4V，在表格中記錄數(shù)據(jù)后，接下來的實驗步驟是（　?。? A．整理器材，結(jié)束實驗 B．分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論 C．換用電壓表的另一量程，再測出一組電壓值 D．換用不同規(guī)格的小燈泡，再測出幾組電壓值 【思路點撥】無論做什么實驗，實驗結(jié)論一定要具有普遍性，因此在研究串聯(lián)電路中的電壓關(guān)系時，為了使結(jié)論具有普遍性需采用相同燈泡和不同燈泡進行多次實驗。 【答案】D 【解析】用電壓表測出AB、BC、AC兩端的電壓分別為UAB=2.5V，UBC=1.5V，UAC=4V，說明兩個小燈泡不是同一個規(guī)格的，但一組數(shù)據(jù)具有很大的偶然性，因此為了得到普遍規(guī)律，接下來的操作是換用不同規(guī)格的小燈泡，再測出幾組電壓值，然后分析數(shù)據(jù)，這樣的結(jié)論才具有科學性，故選D。 【總結(jié)升華】探究串聯(lián)、并聯(lián)電路的電流、電壓的特點時要選擇相同規(guī)格的燈泡，不同規(guī)格的燈泡，不同的用電器進行實驗，才能使實驗結(jié)論更準確。 舉一反三： 【變式】如圖所示是某實驗中的三個電路圖，請仔細觀察后回答。 （1）該實驗探究的問題是： ； （2）你的結(jié)論是： ； （3）夏荷同學探究出的結(jié)論是：串聯(lián)電路中的總電壓大于任何一個用電器兩端的電壓。秋寧同學的結(jié)論是：串聯(lián)電路中的總電壓等于各個用電器兩端的電壓之和。對他們的結(jié)論，你如何評估 。 【答案】（1）探究串聯(lián)電路的總壓和和各用電器兩端電壓間的關(guān)系；（2）串聯(lián)電路中的總電壓等于各個用電器兩端的電壓之和；（3）秋寧同學的結(jié)論較為完整，能定量的說出了串聯(lián)電路電壓的關(guān)系。夏荷同學的結(jié)論不夠完整，只是簡單的說出了總電壓與分電壓大小的關(guān)系。