实验二 探究串、并联电路中电压的特点
选用
拆除电路时,应先拆除
电压表与被测电路(用电器)
连接电路(或拆除电路)时,开关应

实验结论:
(1)串联电路中,电源两端的电压等于各用电器两端电压的总和,即$ U = $
(2)并联电路中,电源两端的电压与各支路用电器两端的电压相等,即$ U = $
选用
不同
规格的灯泡进行多次实验的目的:避免实验的偶然性和特殊性
,使实验结论具有普遍
性。拆除电路时,应先拆除
电源
两端的导线。电压表与被测电路(用电器)
并联
且接线柱中的电流要“正
进负
出”;用“试触
法”选择合适的量程。连接电路(或拆除电路)时,开关应
断开
。实验结论:
(1)串联电路中,电源两端的电压等于各用电器两端电压的总和,即$ U = $
$U_1+U_2+\dots+U_n$
。(2)并联电路中,电源两端的电压与各支路用电器两端的电压相等,即$ U = $
$U_1=U_2=\dots=U_n$
。答案
并联 正 负 试触 不同 避免实验的偶然性和特殊性 普遍 电源 断开 $U_1+U_2+\dots+U_n$ $U_1=U_2=\dots+U_n$
解析
【分析】
本题围绕探究串、并联电路中电压特点的实验展开,需结合电压表的使用规则、电路连接与拆除的注意事项、多次实验的目的以及串并联电路的电压规律来解答。首先回忆电压表的使用要求:并联在被测电路,电流正进负出,量程用试触法选择;电路操作时开关需断开,拆除电路先断开电源相关导线;多次实验选用不同规格灯泡是为了避免偶然性,让结论更具普遍性;最后根据串并联电路电压规律填写对应表达式。
【解析】
1. 电压表使用:电压表需与被测电路并联,接线柱电流遵循“正进负出”,选择量程时用试触法,对应空依次为并联、正、负、试触;
2. 多次实验:选用不同规格灯泡进行多次实验,目的是避免实验的偶然性和特殊性,使结论具有普遍性,对应空依次为不同、避免实验的偶然性和特殊性、普遍;
3. 电路操作:拆除电路时应先拆除电源两端的导线,连接或拆除电路时开关应断开,对应空依次为电源、断开;
4. 实验结论:串联电路总电压等于各用电器电压之和,即$U=U_1+U_2+\dots+U_n$;并联电路各支路电压相等,即$U=U_1=U_2=\dots+U_n$。
【答案】
并联;正;负;试触;不同;避免实验的偶然性和特殊性;普遍;电源;断开;$U_1+U_2+\dots+U_n$;$U_1=U_2=\dots+U_n$
【知识点】
探究串并联电路电压特点、电压表的使用、电路连接注意事项
【点评】
本题为实验基础题,考查实验操作细节与核心结论,均为课本重点知识,难度较低,需准确记忆相关知识点即可解答。
【难度系数】
0.2
本题围绕探究串、并联电路中电压特点的实验展开,需结合电压表的使用规则、电路连接与拆除的注意事项、多次实验的目的以及串并联电路的电压规律来解答。首先回忆电压表的使用要求:并联在被测电路,电流正进负出,量程用试触法选择;电路操作时开关需断开,拆除电路先断开电源相关导线;多次实验选用不同规格灯泡是为了避免偶然性,让结论更具普遍性;最后根据串并联电路电压规律填写对应表达式。
【解析】
1. 电压表使用:电压表需与被测电路并联,接线柱电流遵循“正进负出”,选择量程时用试触法,对应空依次为并联、正、负、试触;
2. 多次实验:选用不同规格灯泡进行多次实验,目的是避免实验的偶然性和特殊性,使结论具有普遍性,对应空依次为不同、避免实验的偶然性和特殊性、普遍;
3. 电路操作:拆除电路时应先拆除电源两端的导线,连接或拆除电路时开关应断开,对应空依次为电源、断开;
4. 实验结论:串联电路总电压等于各用电器电压之和,即$U=U_1+U_2+\dots+U_n$;并联电路各支路电压相等,即$U=U_1=U_2=\dots+U_n$。
【答案】
并联;正;负;试触;不同;避免实验的偶然性和特殊性;普遍;电源;断开;$U_1+U_2+\dots+U_n$;$U_1=U_2=\dots+U_n$
【知识点】
探究串并联电路电压特点、电压表的使用、电路连接注意事项
【点评】
本题为实验基础题,考查实验操作细节与核心结论,均为课本重点知识,难度较低,需准确记忆相关知识点即可解答。
【难度系数】
0.2
基础设问
(1)如图甲所示,小刚连接电路时,至少需要
6
根导线。(2)实验中,小刚需要选择规格
不同
(选填“相同”或“不同”)的小灯泡。(3)他在检查实验器材时发现电压表的指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是
调零
。(4)根据图甲中的电路图,用笔画线代替导线,将如图丙所示的实物图连接起来。
(5)在测量$L_1$两端的电压时,闭合开关S,发现电压表示数为零,原因可能是
$L_2$开路(或$L_1$短路)
(写出一种即可)。(6)小刚正确测出了$L_1$两端的电压$U_1=2.4$ V后,保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量$L_2$两端电压。他能否测出$L_2$两端电压?
不能
,理由是电压表的正、负接线柱接反了
。(7)小刚分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小刚的做法进行评价:
一次实验具有偶然性
,改进方法是更换规格不同的小灯泡进行多次实验
。(8)邻组的小明采用与小刚相同的电路图和电源进行实验,得到数据如下:
分析数据后小明得出下面的结论:
①串联电路中各部分电路两端的电压相等;
②在误差允许范围内,串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
其中结论
①
是错误的,导致错误结论出现的原因是每次都选用了规格相同的小灯泡进行实验
。在许多实验中都需要进行多次测量,有的是为了找到普遍规律,避免偶然性,有的是为了求平均值以减小误差。下列实验多次测量的目的与本实验相同的是
B
(填字母)。A.测量物体的长度
B.探究物体所受重力大小与质量的关系
拓展设问
(9)小刚完成了“探究串联电路电压规律”的实验后,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论。老师引导他用如图丁所示的电路进行探究。
①测量电源及小灯泡两端电压。电压表接在C、D两点,是为了测量小灯泡
$L_1$
两端的电压,闭合开关,电压表的示数如图戊所示,是1.7
V。②测量电路中导线两端的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05 V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。
(10)探究完串联电路的电压规律后,小刚又用如图己所示的电路图探究了并联电路中的电压规律:按照电路图连接好实物,闭合开关S后测出实验数据记录在表格中。
根据小刚的实验数据,可归纳得出结论:在并联电路中,电源两端电压等于
各支路用电器两端的电压
。答案
(1) 6
(2) 不同
(3) 调零
(4) 如图所示
(5) $L_2$开路(或$L_1$短路)
(6) 不能 电压表的正、负接线柱接反了
(7) 一次实验具有偶然性 更换规格不同的小灯泡进行多次实验
(8) ① 每次都选用了规格相同的小灯泡进行实验 B
(9) ① $L_1$ 1.7
(10) 各支路用电器两端的电压
解析
【分析】
本题围绕“探究串并联电路电压规律”的实验展开,需结合电路连接、电压表使用、电路故障、实验设计等知识逐一分析:
1. 数导线时,梳理实物图中电源、开关、灯泡、电压表的连接,逐根计数;
2. 选择小灯泡规格时,需考虑实验结论的普遍性,避免偶然性;
3. 电压表使用前需调零,若指针未在零刻度线,需先完成调零操作;
4. 连接实物图时,要保证电压表并联在被测用电器两端,且正负接线柱连接正确;
5. 电压表示数为零,需从电路故障(短路或开路)的角度分析原因;
6. 改接电压表接线柱时,要遵循“电流从正接线柱流入、负接线柱流出”的规则,否则无法正确测量;
7. 实验结论的得出需基于多次测量,避免单次实验的偶然性;
8. 分析错误结论时,要结合选用器材的特点,多次测量的目的需区分“找普遍规律”和“减小误差”;
9. 测量导线电压时,需明确电压表的测量对象,再结合量程读取示数;
10. 并联电路电压规律需结合实验数据归纳总结。
【解析】
(1) 数实物图中导线:电源与开关1根,开关与$L_2$1根,$L_2$与$L_1$1根,$L_1$与电源负极1根,电压表与$L_1$的2根线,共6根,故答案为6。
(2) 实验中选择不同规格的小灯泡,可避免因灯泡规格相同导致的电压相同的特殊性,使实验结论更具普遍性,故填不同。
(3) 电压表使用前需检查指针是否指在零刻度线,图中指针未在零位,需对电压表进行调零操作。
(4) 连接实物图时,电压表应并联在$L_1$两端,正接线柱接靠近电源正极的一端,负接线柱接靠近电源负极的一端,连接后如图所示
。
(5) 电压表示数为零,说明电压表两端无电压差:若$L_1$短路,电压表测短路部分,示数为0;若$L_2$开路,整个电路断开,电压表无电流通过,示数为0,故原因可为$L_2$开路(或$L_1$短路)。
(6) 保持B点(原电压表正接线柱)不动,将A点改接到C点,此时电流从电压表负接线柱流入、正接线柱流出,正负接线柱接反,无法正确测量,故不能测出$L_2$两端电压,理由是电压表正负接线柱接反。
(7) 小刚仅进行了一次实验,数据具有偶然性,得出的结论不具普遍性;改进方法是更换规格不同的小灯泡,进行多次实验,避免偶然性。
(8) 小明每次选用规格相同的小灯泡,导致各部分电压相等,得出错误结论①;本实验多次测量的目的是找普遍规律,与探究重力与质量关系的实验目的相同(测量长度是求平均值减小误差),故选B。
(9) ①电压表接C、D两点,测量的是$L_1$两端的电压;电压表量程为0~3V,分度值0.1V,示数为1.7V。
(10) 由实验数据可知,并联电路中电源两端电压等于各支路用电器两端的电压。
【答案】
(1) 6
(2) 不同
(3) 调零
(4) 如图所示
(5) $L_2$开路(或$L_1$短路)
(6) 不能;电压表的正、负接线柱接反了
(7) 一次实验具有偶然性;更换规格不同的小灯泡进行多次实验
(8) ①;每次都选用了规格相同的小灯泡进行实验;B
(9) ① $L_1$;1.7
(10) 各支路用电器两端的电压
【知识点】
串联电路电压规律、并联电路电压规律、电压表的使用
【点评】
本题是探究串并联电路电压规律的综合实验题,全面考查了电路连接、电压表操作、电路故障分析、实验设计与评估等核心知识点,注重实验探究的科学性,引导学生理解多次测量在实验中的作用,培养学生的实验分析与逻辑推理能力。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究串并联电路电压规律”的实验展开,需结合电路连接、电压表使用、电路故障、实验设计等知识逐一分析:
1. 数导线时,梳理实物图中电源、开关、灯泡、电压表的连接,逐根计数;
2. 选择小灯泡规格时,需考虑实验结论的普遍性,避免偶然性;
3. 电压表使用前需调零,若指针未在零刻度线,需先完成调零操作;
4. 连接实物图时,要保证电压表并联在被测用电器两端,且正负接线柱连接正确;
5. 电压表示数为零,需从电路故障(短路或开路)的角度分析原因;
6. 改接电压表接线柱时,要遵循“电流从正接线柱流入、负接线柱流出”的规则,否则无法正确测量;
7. 实验结论的得出需基于多次测量,避免单次实验的偶然性;
8. 分析错误结论时,要结合选用器材的特点,多次测量的目的需区分“找普遍规律”和“减小误差”;
9. 测量导线电压时,需明确电压表的测量对象,再结合量程读取示数;
10. 并联电路电压规律需结合实验数据归纳总结。
【解析】
(1) 数实物图中导线:电源与开关1根,开关与$L_2$1根,$L_2$与$L_1$1根,$L_1$与电源负极1根,电压表与$L_1$的2根线,共6根,故答案为6。
(2) 实验中选择不同规格的小灯泡,可避免因灯泡规格相同导致的电压相同的特殊性,使实验结论更具普遍性,故填不同。
(3) 电压表使用前需检查指针是否指在零刻度线,图中指针未在零位,需对电压表进行调零操作。
(4) 连接实物图时,电压表应并联在$L_1$两端,正接线柱接靠近电源正极的一端,负接线柱接靠近电源负极的一端,连接后如图所示
(5) 电压表示数为零,说明电压表两端无电压差:若$L_1$短路,电压表测短路部分,示数为0;若$L_2$开路,整个电路断开,电压表无电流通过,示数为0,故原因可为$L_2$开路(或$L_1$短路)。
(6) 保持B点(原电压表正接线柱)不动,将A点改接到C点,此时电流从电压表负接线柱流入、正接线柱流出,正负接线柱接反,无法正确测量,故不能测出$L_2$两端电压,理由是电压表正负接线柱接反。
(7) 小刚仅进行了一次实验,数据具有偶然性,得出的结论不具普遍性;改进方法是更换规格不同的小灯泡,进行多次实验,避免偶然性。
(8) 小明每次选用规格相同的小灯泡,导致各部分电压相等,得出错误结论①;本实验多次测量的目的是找普遍规律,与探究重力与质量关系的实验目的相同(测量长度是求平均值减小误差),故选B。
(9) ①电压表接C、D两点,测量的是$L_1$两端的电压;电压表量程为0~3V,分度值0.1V,示数为1.7V。
(10) 由实验数据可知,并联电路中电源两端电压等于各支路用电器两端的电压。
【答案】
(1) 6
(2) 不同
(3) 调零
(4) 如图所示
(5) $L_2$开路(或$L_1$短路)
(6) 不能;电压表的正、负接线柱接反了
(7) 一次实验具有偶然性;更换规格不同的小灯泡进行多次实验
(8) ①;每次都选用了规格相同的小灯泡进行实验;B
(9) ① $L_1$;1.7
(10) 各支路用电器两端的电压
【知识点】
串联电路电压规律、并联电路电压规律、电压表的使用
【点评】
本题是探究串并联电路电压规律的综合实验题,全面考查了电路连接、电压表操作、电路故障分析、实验设计与评估等核心知识点,注重实验探究的科学性,引导学生理解多次测量在实验中的作用,培养学生的实验分析与逻辑推理能力。
【难度系数】
0.5
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