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

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串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.會(huì)正確使用電壓表接入串、并聯(lián)電路，并能畫(huà)出相應(yīng)的電路圖； 2.會(huì)分析實(shí)驗(yàn)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(huì)利用串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律解決簡(jiǎn)單問(wèn)題。 【要點(diǎn)梳理】 要點(diǎn)一、串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律 (1)提出問(wèn)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)： 　　①串聯(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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： 　實(shí)驗(yàn)器材：兩節(jié)干電池，六只小燈泡(其中第二次實(shí)驗(yàn)用的兩只相同)，1只電壓表，一只開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干。 　實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，B、C兩點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)間測(cè)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(cè)兩次，看看是否還有同樣的關(guān)系。 　　三次測(cè)量的電路圖分別如圖所示： 　　　　　　　　　　　 (4)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與記錄數(shù)據(jù)：按上述要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下表所示。 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 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(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)記錄中可以看出，兩燈泡的規(guī)格相同時(shí)，U1=U2；當(dāng)兩燈泡的規(guī)格不相同時(shí)，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(píng)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(shí)是否實(shí)事求是?更換燈泡時(shí)是否換用了不同規(guī)格的?如果這些因素在實(shí)驗(yàn)中都作了充分的考慮，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)該是可靠的，各小組把實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫(xiě)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并在班上進(jìn)行交流和討論。 要點(diǎn)詮釋?zhuān)? 實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中的注意事項(xiàng) (1)連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；電壓表應(yīng)并聯(lián)在被測(cè)電路中； (2)應(yīng)從電源正極(或負(fù)極)起按電路圖將元件逐個(gè)連接起來(lái)； (3)連接好電路后，要先用開(kāi)關(guān)試觸，觀察電壓表的指針偏轉(zhuǎn)情況，確認(rèn)無(wú)誤后，再閉合開(kāi)關(guān)，觀察示數(shù)； (4)讀數(shù)時(shí)，要客觀、精確，視線與刻度線垂直，讀數(shù)完畢，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，切斷電源，整理好儀器； (5)電壓表的量程選擇得過(guò)小，會(huì)使指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，損壞電表；選擇得過(guò)大，會(huì)使指針偏轉(zhuǎn)過(guò)小，測(cè)量不準(zhǔn)確；一般來(lái)說(shuō)，選擇的量程，應(yīng)使指針偏轉(zhuǎn)到刻度盤(pán)的之間。 知識(shí)點(diǎn)二、并聯(lián)電路中電壓規(guī)律： （1）提出問(wèn)題：并聯(lián)電路兩端的總電壓跟各個(gè)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(jì)實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)器材：兩節(jié)干電池，六只小燈泡(其中第二次實(shí)驗(yàn)用的兩只相同)，1只電壓表，一只開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干。 實(shí)驗(yàn)步驟： ①別把電壓表并聯(lián)在如圖所示的電路中A、B兩點(diǎn)，C、D兩點(diǎn)，E、F兩點(diǎn)間測(cè)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(cè)兩次，看看是否還有同樣的關(guān)系。 （4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與記錄數(shù)據(jù)：按上述要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下表所示。 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 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(méi)有關(guān)系。 （6）得出結(jié)論：并聯(lián)電路中的總電壓，等于各個(gè)支路兩端的電壓，各支路電壓相等即：U= U1=U2。 要點(diǎn)詮釋?zhuān)? 1、電壓與電流的對(duì)比： 　　 2、幾個(gè)常見(jiàn)電路元件的特殊處理 　　我們?cè)诜治鲭娐愤B接情況時(shí)，往往是針對(duì)用電器而言的，其它元件如開(kāi)關(guān)、電壓表、電流表等這些“攔路虎”，對(duì)我們分析比較復(fù)雜的電路來(lái)說(shuō)負(fù)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(jiǎn)化，以便揭開(kāi)“廬山真面目”。為此，我們完全可以依據(jù)所拆元件的特性進(jìn)行簡(jiǎn)化，其方法是： ①開(kāi)關(guān)：若是開(kāi)關(guān)閉合，就在原開(kāi)關(guān)處畫(huà)一導(dǎo)線連通，若是開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，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(dāng)成開(kāi)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(dāng)成短路，電流表拆下處要用導(dǎo)線連通。 　　通過(guò)上述方法所得的簡(jiǎn)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(huà)出原電路圖后，從電源正極開(kāi)始，逐一依序增刪，直到電源負(fù)極為止。 【典型例題】 類(lèi)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(kāi)關(guān)S接到a時(shí)，電壓表示數(shù)為9V，開(kāi)關(guān)S接到b時(shí)，電壓表示數(shù)為4V，下列說(shuō)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(diǎn)撥】當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到a時(shí)，兩燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)電源的電壓；當(dāng)開(kāi)關(guān)接到b時(shí)，兩燈泡仍然串聯(lián)，電壓表測(cè)L2兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈L1兩端的電壓。 【答案】B 【解析】當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到a時(shí)，兩燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)電源的電壓，即電源的電壓U=9V，故A、D正確；當(dāng)開(kāi)關(guān)接到b時(shí)，兩電阻仍然串聯(lián)，電壓表測(cè)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(cuò)誤。 【總結(jié)升華】本題考查了串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和電壓表的正確使用，關(guān)鍵是開(kāi)關(guān)與不同的觸點(diǎn)連接時(shí)電壓表所測(cè)對(duì)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(kāi)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_(kāi)_______V，L2兩端的電壓為_(kāi)_______V，燈L3兩端的電壓為_(kāi)_______V。 【答案】4；2；3 2.如圖所示，三個(gè)燈泡是相同的，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電流表A1、A2、A3的示數(shù)之比為 ，三個(gè)燈泡兩端的電壓之比為 。 【思路點(diǎn)撥】看清三個(gè)小燈泡的串、并聯(lián)關(guān)系，明白三個(gè)電表所測(cè)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(gè)燈泡兩端的電壓相同，所以電壓比為1：1：1；因?yàn)槿齻€(gè)燈泡規(guī)格相同所以通過(guò)每一個(gè)燈泡的電流相等設(shè)為I，A3測(cè)的是通過(guò)一個(gè)個(gè)燈泡的電流，示數(shù)為I；A2測(cè)的是通過(guò)兩個(gè)小燈泡的電流，示數(shù)為2I；A1測(cè)的是通過(guò)三個(gè)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(lèi)型二、綜合應(yīng)用 3.如圖所示為某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用電壓表測(cè)電壓時(shí)所設(shè)計(jì)的一個(gè)電路圖，下列有關(guān)此電路的說(shuō)法中不正確的是（　　） A．電壓表不可能同時(shí)測(cè)得L1、L2兩端的電壓 B．S1和S2不能同時(shí)閉合，否則電路將短路 C．若S1和S2都斷開(kāi)，電壓表示數(shù)為零 D．若在測(cè)得L1兩端電壓后，只需斷開(kāi)S1、閉合S2，就能直接測(cè)出L2兩端的電壓 【答案】D 【解析】因?yàn)長(zhǎng)1、L2是串聯(lián)在電路中，則電壓表不可能同時(shí)與L1、L2并聯(lián)；故A選項(xiàng)正確，不符合題意； 由圖可知：S1和S2同時(shí)閉合時(shí)會(huì)直接連通了電源的兩極，電流將不再經(jīng)過(guò)燈泡，發(fā)生短路，故B選項(xiàng)正確，不符合題意；若S1和S2都斷開(kāi)，電壓表不能連入電路，故電壓表不能測(cè)量，電壓表示數(shù)就為零，故C選項(xiàng)正確；不符合題意；在測(cè)得L1兩端電壓時(shí)，電流是從電壓表的正接線柱流入，負(fù)接線柱流出.則斷開(kāi)S1、閉合S2時(shí)，電流就會(huì)從電壓表的負(fù)接線柱流入，正接線柱流出；使電壓表的正負(fù)接線柱接反了，不能使用；故D選項(xiàng)錯(cuò)誤，符合題意。 【總結(jié)升華】根據(jù)電壓表的正確使用方法進(jìn)行分析，即電壓表與被測(cè)用電器并聯(lián)，且電流必須從正接線柱流入，負(fù)接線柱流出．電路有三種狀態(tài)：通路、斷路（也叫開(kāi)路）和短路；所謂電源短路，就是用導(dǎo)線不經(jīng)過(guò)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(dāng)電鍵S由閉合到斷開(kāi)時(shí)，電壓表V的示數(shù)將（　　） A．變大 B．變小 C．不變 D．無(wú)法確定 【答案】A 4.小明在實(shí)驗(yàn)室連接如圖所示電路，閉合開(kāi)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(jì)可能是哪一盞燈出現(xiàn)故障。請(qǐng)你用一根導(dǎo)線或一個(gè)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(shuō)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(shí)，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(lèi)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(shí)，若電壓表有示數(shù)，則燈L1斷路L2、L3是完好的；若電壓表無(wú)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(lèi)推，直到找到斷路的燈泡為止。 【解析】閉合開(kāi)關(guān)后，三盞燈都不亮，說(shuō)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(xué)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(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)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(kāi)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(gè)電壓表中一個(gè)示數(shù)沒(méi)有發(fā)生變化，而另外一個(gè)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(lèi)型三、實(shí)驗(yàn)探究 5.如圖所示，小陽(yáng)在“探究串聯(lián)電路的電壓規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，用電壓表分別測(cè)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(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟是（　?。? A．整理器材，結(jié)束實(shí)驗(yàn) 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(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 【思路點(diǎn)撥】無(wú)論做什么實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)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(shí)，為了使結(jié)論具有普遍性需采用相同燈泡和不同燈泡進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。 【答案】D 【解析】用電壓表測(cè)出AB、BC、AC兩端的電壓分別為UAB=2.5V，UBC=1.5V，UAC=4V，說(shuō)明兩個(gè)小燈泡不是同一個(gè)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(lái)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)，這樣的結(jié)論才具有科學(xué)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(diǎn)時(shí)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，才能使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更準(zhǔn)確。 舉一反三： 【變式】如圖所示是某實(shí)驗(yàn)中的三個(gè)電路圖，請(qǐng)仔細(xì)觀察后回答。 （1）該實(shí)驗(yàn)探究的問(wèn)題是： ； （2）你的結(jié)論是： ； （3）夏荷同學(xué)探究出的結(jié)論是：串聯(lián)電路中的總電壓大于任何一個(gè)用電器兩端的電壓。秋寧同學(xué)的結(jié)論是：串聯(lián)電路中的總電壓等于各個(gè)用電器兩端的電壓之和。對(duì)他們的結(jié)論，你如何評(píng)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(gè)用電器兩端的電壓之和；（3）秋寧同學(xué)的結(jié)論較為完整，能定量的說(shuō)出了串聯(lián)電路電壓的關(guān)系。夏荷同學(xué)的結(jié)論不夠完整，只是簡(jiǎn)單的說(shuō)出了總電壓與分電壓大小的關(guān)系。