實驗二十一、探究串并聯(lián)電路電壓規(guī)律的實驗（一）串聯(lián)電路電壓規(guī)律【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？【實驗猜想】①串聯(lián)電路中各部分電路兩端的電壓相等；②串聯(lián)電路中各部分電路兩端的電壓之和等于總電壓。【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)，導線若干。【實驗電路】【實驗步驟】①分別把電壓表并聯(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。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。【實驗記錄】：【數(shù)據(jù)分析】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。【實驗結(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。（二）探究并聯(lián)電路電壓規(guī)律【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？【實驗猜想】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。【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)，導線若干。【實驗電路】【實驗步驟】=1\*GB3①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。【實驗記錄】【數(shù)據(jù)分析并聯(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。【實驗結(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。【考點方向】1、以上兩種實驗結(jié)論用到的探究方法是“歸納法”。2、實驗過程中全部測量完一次后，再更換不同規(guī)格的燈泡再次測量目的是什么？答：避免實驗存在偶然性，使實驗結(jié)論具有普遍性。3、實驗時發(fā)現(xiàn)在連接電路閉合開關(guān)前，發(fā)現(xiàn)電壓表指針向逆時針偏轉(zhuǎn)原因是什么？答：電壓表正負接線柱接反。4、連接實驗電路時，開關(guān)應斷開；電壓表應并聯(lián)在被測電路中。5、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)。6、用電壓表探究串聯(lián)電路電流規(guī)律得出的結(jié)論是：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、閉合開關(guān)前，發(fā)現(xiàn)其中一個電表指針沒有指在零刻度上，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是沒調(diào)零。8、閉合開關(guān)后，電壓表指針示數(shù)較小，說明選擇的量程偏大，為了使實驗結(jié)果更準確，接下來他應該先斷開開關(guān)，然后選用小量程；9、該實驗中小燈泡的作用是：用電器，防止出現(xiàn)電源短路。10、讀數(shù)時，要客觀、精確，視線與刻度線垂直，讀數(shù)完畢，先斷開開關(guān)，切斷電源，再拆卸線路，整理好儀器；。11、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，應使指針偏轉(zhuǎn)到刻度盤的三分之一到三分之二之間。【創(chuàng)新母題】：如圖甲所示的是小明探究“串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系”的實驗電路圖。（1）實驗步驟A.按圖甲所示接好電路，閉合開關(guān)前，滑片P應置于

端，目的是為了。B.滑片P移到適當位置，用電壓表測出定值電阻R0兩端的電壓U1；C.

。D.保持滑片P不動，用電壓表測出a、b兩點之間的電壓U。E.移動滑片P的位置，重復步驟B、C、D兩次，其好處是：。（2）討論交流小明通過對實驗數(shù)據(jù)分析，得到結(jié)論：串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓相等，總電壓等于各個電阻兩端電壓之和。另一小組的小芳通過實驗得到結(jié)論：串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓不相等，總電壓等于各個電阻兩端電壓之和。=1\*GB3①你認為

的結(jié)論更合理，理由是

；=2\*GB3②小明按圖示接好電路，閉合開關(guān)。無論怎樣移動滑片，燈泡都不亮，但電壓表有讀數(shù)，經(jīng)檢查：除燈和定值電阻外，其余元件都沒有問題，則電路中存在的故障可能是(請將兩種可能填寫完整)，為進一步確定故障，應將電壓表接在。（3）小明測電阻R0兩端的電壓時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，則此時R0兩端的電壓為

V。（4）實驗完成后，需要整理器材，應該先再拆除兩端的導線。（5）小明和小紅得出結(jié)論所用到的實驗探究方法是。（6）在增加一個電流表的情況下，利用題中電路圖還可以完成的實驗是。A.測量小燈泡的額定功率B.探究電流與電阻的關(guān)系【答案】（1）右；保護電路；保持滑片P不動，電壓表測出定值燈泡L兩端的電壓U2；多次測量獲得多組數(shù)據(jù)可以避免實驗的偶然性，使結(jié)論更具普遍性。（2）=1\*GB3①小芳；小明所用定值電阻的阻值與燈泡的阻值相同，而小芳的不同；=2\*GB3②燈泡

短路或

斷路;滑動變阻器

兩端并觀察電壓表有無示數(shù).（3）1.2；（4）斷開開關(guān)；電源；（5）歸納法；（6）A;【解析】（1）按圖甲所示接好電路，閉合開關(guān)前，滑片P應置于最右端，這樣做的目的是保護電路；用電壓表測出了定值電阻R0兩端的電壓U1之后，應該保持滑片P不動，用電壓表測出燈泡L兩端的電壓U2；。B、C、D整個步驟要重復兩次目的是為了得到普遍規(guī)律。（2）=1\*GB3①小明的結(jié)論中“串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓相等”是不合理的，只有串聯(lián)兩個電阻的阻值相等時，才會得出這個結(jié)論，因此只是個特殊情況，不是普遍規(guī)律；應該像小芳那樣，采用不同阻值的電阻進行實驗，這樣得出的結(jié)論才具有普遍性；。=2\*GB3②由圖可見,電壓表與定值電阻

并聯(lián),燈泡不亮,電壓表有讀數(shù),說明燈泡

短路或

斷路;為進一步確定故障,應將電壓表接在滑動變阻器

兩端并觀察電壓表有無示數(shù),如電壓表有示數(shù)說明是燈泡

短路,如電壓表無示數(shù)說明是電阻

斷路.

（3）該電壓表選的是小量程，分度值是0.1V，所以此時電壓表的示數(shù)是1.2V。（4）實驗完成后，為安全起見，應該先斷開開關(guān)，然后先拆除電源兩端的導線，再拆除其他的導線。（5）通過實驗獲得多組數(shù)據(jù)進行觀察和分析從而合理推出的結(jié)論屬于歸納法。（6）探究電流與電阻的關(guān)系需要保持電阻兩端的電壓不變，并且要更換不同阻值的電阻，因此需要增加不同規(guī)格的定值電阻，而測量小燈泡的功率，利用伏安法即可完成。因此選擇A。練習1：（2019?邵陽）小芳在“探究串聯(lián)電路電壓特點”的實驗中，連接好了的實物電路圖如圖甲所示，請你協(xié)助完成：（1）在方框內(nèi)畫出與圖甲對應的電路圖，并在電路圖中標上L1、L2。（2）在某次測量時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，此時燈L1兩端的電壓為V。（3）閉合開關(guān)后，小芳發(fā)現(xiàn)L1、L2均不發(fā)光，電壓表有示數(shù)且大小接近3V，則電路中出現(xiàn)的故障可能是L1發(fā)生了（選填“短路”或“斷路”）。（4）排除故障后，小芳在測量了燈L1兩端的電壓后，斷開開關(guān)，然后將導線AE的A端松開，接到D接線柱上，測量燈L2兩端的電壓，這一做法會造成。【答案】（1）見下圖；（2）1.9；（3）斷路；（4）電壓表的正負接線柱接反。【解析】(1)由實物圖分析可知,兩盞燈串聯(lián),開關(guān)控制整個電路,電壓表測量燈泡L1兩端電壓，畫出相應的電路圖如下：(2)由圖甲可知，電源由2節(jié)干電池串聯(lián)組成，則電源電壓大約3V，因此圖乙電壓表選用的是小量程，其分度值是0.1V，此時電壓表的示數(shù)是1.9V。(3)閉合開關(guān)S后,燈L1、L2均不發(fā)光,說明電路中可能有斷路故障,而電壓表的示數(shù)大小接近電源電壓3V,說明此時電壓表的正負接線柱與電源兩極相連,故燈L1發(fā)生斷路。(4)如圖,如果將AE導線的A端松開,接到D接線柱上來測量燈L2兩端的電壓，這樣電流從電壓表的“?”接線柱流入，從“+”接線柱流出了，即會造成電壓表的正負接線柱接反。練習2：（2018?梧州）小明和小華同學在“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”實驗中，都設(shè)計了如圖甲所示的電路。（1）連接電路前，小明發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示，接下來他要對電壓表進行的操作是_____。（2）小明根據(jù)圖甲連接好電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零，若只有L1或L2中的一處發(fā)生故障，則故障可能是_____（寫出一種即可）。（3）排除故障后，小明完成了實驗，并把數(shù)據(jù)記錄在下表中。UAB/VUBC/VUAC/V1.41.42.8分析實驗數(shù)據(jù)得出兩個實驗結(jié)論：①串聯(lián)電路兩端的電壓_____各部分電路兩端電壓之和；②串聯(lián)電路中，各部分電路兩端電壓相等。（4）實驗結(jié)束后小明和小華互相交流，小華指出結(jié)論②是錯誤的，造成結(jié)論錯誤的原因是_____，另外，小明的實驗在設(shè)計方案上還存在另一個不足之處是_____。【答案】（1）對電壓表進行調(diào)零；（2）L2斷路（或L1短路）；（3）等于；（4）選用相同規(guī)格的燈泡做實驗；只測出了一組實驗數(shù)據(jù)，實驗次數(shù)太少，得出的實驗結(jié)論具有偶然性和片面性。【解析】（1）由圖知，連接電路前，在檢查實驗器材時發(fā)現(xiàn)電壓表指針沒有指在零刻度線上，則應對電壓表進行調(diào)零，使指針指在零刻度線上；

（2）由電路圖知，兩燈泡串聯(lián)，電壓表測燈泡L1兩端的電壓；

閉合開關(guān)S后，電壓表示數(shù)為零，且只有L1或L2中的一處發(fā)生故障；若燈L1、L2均不亮，說明電路發(fā)生斷路，而電壓表沒有示數(shù)，說明電壓表的兩端不能與電源連通，則是L2斷路；若L2亮、L1不亮，而電壓表沒有示數(shù)，則可能是燈L1短路；（3）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路電壓之和。

（4）由實驗數(shù)據(jù)可知，各部分電路兩端電壓相等，該結(jié)論是錯誤的，造成結(jié)論錯誤的原因是選用了規(guī)格相同的燈泡做實驗；

由實驗數(shù)據(jù)可知，只測出了一組實驗數(shù)據(jù)，實驗次數(shù)太少，得出的實驗結(jié)論具有偶然性和片面性，為得出普遍結(jié)論，應改變燈泡的規(guī)格進行多次實驗或改變電源電壓進行多次實驗。練習3：（2018?貴陽）實驗小組完成了“探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律”的實驗后，得到“電源兩端電壓總大于各用電器兩端電壓之和”的結(jié)論，這與之前“電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和”的猜想不符。老師引導同學們用如圖甲所示的電路繼續(xù)進行了深入探究：(1)測量電源及燈泡兩端電壓。電壓表接在CD兩點,是為了測量燈泡___的電壓,閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)(如圖乙所示)是___V。(2)測量電路中導線的電壓。測出導線BC間的電壓大約為0.05V,由此得知導線分壓可能是造成結(jié)論與猜想不符的原因。為了能更明顯地觀察到導線分壓的現(xiàn)象,應選擇較___(選填：“粗”或“細”)的導線，原因是___。(3)完成以上步驟后，他們準備測量開關(guān)兩端的電壓，你認為這一步驟是否有必要并說出你的理由：___。【答案】(1)L1；1.7；(2)細；在長度和材料相同時,橫截面積越小電阻越大,分壓大,更容易觀察到實驗現(xiàn)象；(3)有必要，開關(guān)容易接觸不良，造成電阻變大，分壓增多。【解析】(1)電壓表接在CD兩點,與燈泡L1并聯(lián),測量燈泡L1的電壓；閉合開關(guān)，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，則電壓表的示數(shù)1.7V；(2)在長度和材料相同時，橫截面積越小電阻越大，故為了能更明顯地觀察到導線分壓的現(xiàn)象，需要選用較細的導線使導線的電阻大，分壓多；(3)有必要，開關(guān)容易接觸不良，造成電阻變大，分壓增多，故有必要測量開關(guān)兩端的電壓。練習4：(2017·成都)在“探究串聯(lián)電路的電壓”實驗中，小涵同學設(shè)計了如圖所示的電路。(1)在連接電路中,開關(guān)應該處于___.(選填“閉合”或“斷開”)狀態(tài)。(2)連接好電路閉合開關(guān)后,她發(fā)現(xiàn)兩只燈泡都不亮,且電壓表示數(shù)為0,若只有L1或L2中的一處發(fā)生故障,則故障是___(選填“L1開路”、“L1短路”、“L2開路”、“L2短路”).(3)故障排除后，小涵選用不同的燈泡，完成了三次實驗，并記錄了數(shù)據(jù)。分析下表中的數(shù)據(jù)。可得出的結(jié)論為：串聯(lián)電路兩端的電壓___串聯(lián)電路中各部分電路電壓之和。為了得出更普遍的規(guī)律，應當進行多次實驗。操作方法是：___.實驗次數(shù)L1兩端的電壓/VL2兩端的電壓/V串聯(lián)總電壓/V11.41.42.821.21.62.831.11.72.8【答案】(1)斷開；(2)L2開路；(3)等于；更換不同規(guī)格燈泡多次實驗。【解析】(1)為了保護電路，連接電路時，開關(guān)應該處于斷開狀態(tài)；(2)由電路圖知,兩燈泡串聯(lián),電壓表測燈泡L1兩端的電壓,閉合開關(guān)S后,燈L1、L2均不亮,且只有L1或L2中的一處發(fā)生故障,說明電路發(fā)生斷路,若L1開路,L2通路,則電壓表有示數(shù);而電壓表的沒有示數(shù),說明L1的兩端不能與電源連通,故是L2開路；(3)由表中數(shù)據(jù)知：第一次實驗1.4V+1.4V=2.8V；第二次實驗1.2V+1.6V=2.8V；第三次實驗1.1V+1.7V=2.8V，因此可以得出：串聯(lián)電路兩端的電壓等于串聯(lián)電路中各部分電路電壓之和；為了得出更普遍的規(guī)律，應當進行多次實驗。操作方法是：更換不同規(guī)格燈泡多次實驗。練習5：（2017·揚州）在“探究串聯(lián)電路電壓的特點”活動中。(1)如圖所示,連接電路時,至少需要_根導線;實驗中應選擇規(guī)格___(選填“相同”或“不同”)的小燈泡。(2)在測L1兩端電壓時,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零,原因可能是___(填出一種即可)。(3)小芳保持電壓表的B連接點不動,只斷開A連接點,并改接到C連接點上,測量L2兩端電壓。她能否測出L2兩端電壓?___理由是___。(4)小明分別測出AB、BC、AC間的電壓并記錄在如下表格中，分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：串聯(lián)電路總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。請對小明的做法進行評價：___，改進方法是___。UAB/VUBC/VUAC/V2.61.84.4【答案】(1)6；不同；(2)L2斷路(或L1短路)；(3)不能；電壓表的正負接線柱接反了；(4)一次實驗得出的結(jié)論具有偶然性；更換不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗。【解析】(1)由電路圖可知，共需要接6根導線；為了避免實驗的偶然性，使探究得出的結(jié)論具有普遍性，應該選取不同的小燈泡進行實驗；(2)在測L1兩端電壓時,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零,說明電路中可能出現(xiàn)了斷路,若L1斷路,則電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓,有示數(shù);若L2斷路,則電壓表無示數(shù);還可能是L1短路，造成電壓表也被短路而無示數(shù)；(3)測出L1兩端的電壓時,A與電壓表的正接線柱相連;小芳保持電壓表的B連接點不動,只斷開A連接點,并改接到C連接點上,則會造成電流從負接線柱流入了,即電壓表的正負接線柱接反了,故不能測出L2兩端電壓；(4)本實驗只做了一次實驗，而沒有進行多次測量，只憑一組實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論帶有偶然性，不能得出普遍規(guī)律，故應更換不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗。練習6：小希用如圖所示電路來探究串聯(lián)電路的電壓特點。實驗次數(shù)UAB/VUBC/VUAC/V10.82.23.021.02.03.031.21.83.0(1)在拆接電路時，開關(guān)必須___.(2)實驗中最好選擇規(guī)格___(填“相同”或“不同”)的小燈泡。(3)用電壓表分別測出A與B.

B與C.

A與C兩點間的電壓為UAB、UBC、UAC.經(jīng)過多次實驗,得到的數(shù)據(jù)記錄在下表中。分析實驗數(shù)據(jù),你可得到串聯(lián)電路的電壓特點是___(用公式表示).(4)小希進行多次實驗的主要目的是___(填序號)①尋找普遍規(guī)律

②減小實驗誤差(5)測出L1兩端的電壓后,小希斷開開關(guān),準備拆下電壓表,改接在B.

C之間。小明認為這樣做太麻煩,只需將與A點相連的導線改接到C點即可。小明的辦法是__(選填“正確”或“錯誤”)的，原因是___。【答案】(1)斷開；(2)不同；(3)UAC=UAB+UBC；(4)①；(5)錯誤；電壓表正負極會接反。【解析】(1)為保護電路安全，在拆接電路時，開關(guān)必須斷開。(2)探究串聯(lián)電路的電壓特點，為了尋找規(guī)律，必須換用不同規(guī)格的小燈泡進行多次實驗，這樣得出的規(guī)律才有說服力。(3)AB兩點間的電壓為L1兩端的電壓,BC兩點間的電壓為L2兩端的電壓，AC兩點間的電壓為電路兩端的總電壓。由表中的數(shù)據(jù)可以看出：第一次實驗：UAC=3V,UAB+UBC=0.8V+2.2V=3V；第二次實驗：UAC=3V,UAB+UBC=1.0V+2.0V=3V；第三次實驗：UAC=3V,UAB+UBC=1.2V+1.8V=3V；因此可以得出：串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各串聯(lián)電阻兩端的電壓之和,即UAC=UAB+UBC.(4)實驗過程中，小希測量得到多組電壓值的目的是：總結(jié)規(guī)律，避免結(jié)論的片面性。(5)在測L1兩端的電壓后,電壓表所接的B接點不動,只斷開A接點,并改接到C接點上,這樣電壓表正負接線柱接反,所以不能測出L2兩端的電壓。練習7：小蘭同學對串聯(lián)電路電壓規(guī)律進行了探究：（1）根據(jù)電路圖甲，用筆代替導線連接實物圖乙。（2）如圖甲所示閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)L1不發(fā)光，L2比較亮，電壓表示數(shù)為零，則小燈泡L1的故障是。在連接電路時，開關(guān)應處于狀態(tài)。（3）排除故障后，小蘭正確測出了L1兩端的電壓，在測L2兩端的電壓時，小蘭打算采用以下方法：電壓表所接的B接點不動，只斷開A接點，并改接到C接點上。此操作可能會導致電壓表出現(xiàn)的現(xiàn)象是。（4）最后，小蘭按照正確的方法測出了L1、L2、AC之間的電壓UL1＝2.4V，UL2＝1.6V，UAC的示數(shù)如圖丙所示，讀出UAC＝V，并得出了實驗的最終結(jié)論，實驗結(jié)論為。（5）此實驗依然存在著一定的缺陷，你的改進方法是：。【答案】(1)見下圖；(2)短路；(3)電壓表指針反向偏轉(zhuǎn)；(4)4；串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各串聯(lián)部分兩端電壓之和；(5)換用不同規(guī)格的燈泡多做幾次實驗。【解析】(1)由電路圖可知,兩燈泡串聯(lián),電壓表測量燈泡L1兩端電壓，如圖所示：(2)發(fā)現(xiàn)L1不發(fā)光,L2比較亮,電壓表示數(shù)為零,說明燈L1的沒有電流通過,即L1短路了；(3)只斷開電壓表A接點,并改接到C接點上,而B接點不動,電流表正負接線柱接反了,閉合開關(guān)后,電壓表指針反向偏轉(zhuǎn),所以不能測出L2兩端的電壓。(4)電壓表測量AC間電壓，所以選擇電壓表選擇的是0～15V量程；電壓表分度