人教版九年级物理(上)第十六章16串、并联电路中电压的规律(含辩误,详解)

16.2 串、并联电路中电压的规律
1.探究串联电路的电压规律
(1)实验设计：将两只规格不相同的小灯泡与电源、开关等组成串联电路，用电压表分别测出灯L 1两端的电压U 1，灯L 2两端的电压U 2，灯L 1和L 2串联后的总电压U ，比较U 1、U 2、U 三者的关系。

(2)实验结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，即U ＝U 1＋U 2。

(3)注意的问题：
①在连接实物图时，开关一定要断开；
②电压表要选择合适的量程；
③为了得出普遍性的规律，需至少测量三组数据。

释疑点 串联电路电压规律
串联电路各部分电路两端的电压不一定相等，但总电压一定等于各部分电压之和。

【例1】 在做“探究串联电路中的电压规律”的实验时，有多个灯泡可供选择，小明把两只灯泡L 1、L 2串联起来接到电源上，如图所示：
(1)当分别把电压表连在图中AB 两点、BC 两点及AC 两点时，闭合开关后测得的数据
是：U AB ＝0，U BC ＝12 V ，U AC ＝12 V ，则故障可能是
________________________________________________________________________。

(2)故障排除后，实验正常进行，通过测量得到了两组实验数据如下表：
实验次数 AB 间电压 U 1/V BC 间电压 U 2/V AC 间电压 U 3/V
1 4 8 12
2 6 6 12 分析两组实验数据，可得出：_________________________________________________。

(3)本实验设计你认为有什么不合理或可以改进的地方吗？请写出一点：________________________________________________________________________。

解析：本题中由于没有说明两灯的亮暗情况，所以有两种可能：若两灯均不亮，则电路断开，由于BC 之间有电压，而AB 之间没有，因此L 2断路；若有一灯亮，则AB 间无电压，则L 1短路。

由两次实验记录可以看出，串联电路中，总电压等于各部分电路的电压之和。

由于这是一个规律探究题，应进行多次实验，所以应选择不同规格的灯泡进行多次实验。

答案：(1)L 1短路，或L 2断路，或L 1短路同时L 2断路(任答对一种即可) (2)串联电路中，总电压等于各部分电路的电压之和 (3)有；实验次数太少，规律不具有普遍性。

2．并联电路中电压的规律
(1)实验设计：将两只不同规格的小灯泡并联接入电路(至多有一组规格相同)，如图所示。

用电压表分别测出灯L 1两端的电压U 1，灯L 2两端的电压U 2，灯L 1和L 2并联后的总电压U ，比较U 1、U 2、U 三者的关系。

(2)实验结论：并联电路两端的电压与各支路两端的电压相等，即U＝U1＝U2。

释疑点串、并联电路的特点
并联电路中各支路两端的电压相等，但同一电路中两端电压相等的用电器却不一定并联，也可能是串联。

【例2】如图所示的是用电压表测量电路中的电压，已知的示数是20 V，则灯L1、
L2两端的电压分别为________和________，电源电压为________。

解析：两灯泡是并联接入电路中，那么各支路中灯泡两端的电压相等且都等于电源电压。

答案：20 V20 V20 V
3．电压不同但电压表指针位置相同情况的分析
在串联电路中，若测量电源电压的电压表和测量一个用电器两端电压的电压表示数不
同，但指针摆动的格数相同，说明两表所选择的量程不同。

析规律电流表量程的判断
在并联电路中，支路上的电流表和干路上的电流表因选用量程不同而造成电流表指针位置相同，解题方法与例3相同。

4．串、并联电路中电压规律的应用
(1)先要正确分析电路。

对于复杂的电路，可采用“去表法”分析，即去掉电路中所有的电压表，将电流表视为一段导线。

(2)正确分析电压表测量的是哪部分电路的电压，方法是看电压表与哪个用电器并联。

(3)根据串、并联电路的电压规律进行分析与判定。

【例3】如图甲所示的电路，闭合开关后两灯都能发光，并且两块电压表的指针所指
的位置如图乙所示，则L1两端的电压是________V，L2两端的电压是________V。

解析：从图中可以看出，电压表V1测的是灯L1两端的电压，电压表V2测的是两灯两端的电压之和，即电源电压，根据串联电路的电压规律，V2的示数应该大于V1的，由指针指示的刻度相同可知，电压表V1用的是0～3 V量程，示数是0.8 V；V2用的是0～15 V量程，示数是4 V，所以L2两端的电压等于4 V－0.8 V＝3.2 V。

答案：0.8 3.2
【例4】如图所示的电路，当开关S闭合时，电压表V1的示数为3 V，V2的示数为6 V，则电源的电压为()
A．3 V B．6 V
C．9 V D．12 V
解析：根据“去表法”可知，灯L1与L2是串联的，电压表V1测的是灯L1两端的电压，V2测的是L2两端的电压，电源电压等于两部分电路两端的电压之和。

答案：C
5．串、并联电路中电压规律的综合应用
(1)串、并联电路电压的规律：在串联电路中，总电压等于各部分电路的电压之和，即U ＝U1＋U2；在并联电路中，各支路两端电压相等，都等于电源电压，即U＝U1＝U2。

根据电压规律，可以设计电路图。

(2)由串、并联电路中电压的规律，判断电路的连接情况。

(3)根据电压规律分析
①若几个用电器两端的电压相等，则这几个用电器可能是串联的，也可能是并联的，例如两个完全相同的灯泡串联起来，每个灯泡两端的电压都相等。

②若几个用电器两端的电压不相等，则这几个用电器可能是串联的。

点技巧干电池的串联
例5中根据1.5 V、3 V、4.5 V三个量即可初步得出三个电池是串联的，再根据每节电流两端的电压是1.5 V，可分别得出AB间、BC间、AC间有几节干电池，此题可解。

【例5】如图甲所示的电池盒，盒外有三个接线柱A、B、C；盒内有三个5号电池插槽，六个接线柱a、b、c、d、e、f；部分连接好的导线已画出，如图乙中虚线所示。

选接盒外不同接线柱，可从该电池盒获得1.5 V、3 V、4.5 V三种输出电压。

请你在图乙的虚线框内，用笔画线代替导线将三节干电池(用元件符号表示)连接起来，组成一个符合实际的电源，并满足下列要求：
(1)AB间电压1.5 V(A为负极，B为正极)；
(2)BC间电压3 V(B为负极，C为正极)；
(3)AC间电压4.5 V(A为负极，C为正极)。

解析：此题实质上是考查电压规律的应用。

因每节干电池两端的电压是1.5 V，AB间电压为1.5 V，说明AB间只有一节干电池，BC间电压为3 V，说明BC间有两节干电池。

根据串联电路的电压规律，AC间电压为4.5 V，说明AC间有三节干电池。

所以这是一个串联电路。

答案：如图所示。