19. 实验：探究串并联电路的电压规律
一、单选题
1．在烧杯中加入盐水，将铜片和锌片放在盐水中，这就是一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压，其现象如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．铜片是电池正极 B．锌片是电池正极
C．盐水不导电 D．电压表正、负接线柱接反了
2．如图所示，闭合开关，说法正确的是（ ）
A．两只小灯泡并联
B．电压表测量L1两端的电压
C．若L1不发光，一定是L1断路
D．若L2不发光，电压表一定无示数
3．如图所示电路中，电源电压保持不变，和为定值电阻。先闭合开关S1，再闭合开关S2后，电流表和电压表的示数变化的情况是（ ）
A．电流表示数增大，电压表示数不变
B．电流表示数增大，电压表示数减小
C．电流表示数减小，电压表示数增大
D．电流表示数不变，电压表示数增大
4．在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为，开关闭合后，将滑动变阻器的滑片由端向端移动的过程中，电流表与电压表的示数变化如图乙所示。下列判断正确的是( )
A．当滑片在端时，小灯泡的功率为
B．当滑片由向滑动时，电压表的示数变小，小灯泡亮度变亮
C．当滑片由向滑动时，小灯泡的电阻不变
D．当滑片由向滑动时，电路消耗的总功率变大
二、填空题
5．
（1）如图甲，是晓露同学测量冬天室外温度，示数为 ℃；
（2）如图乙，是晓露同学练习使用变阻箱示意图，它的示数是 Ω；
（3）如图乙，是晓露同学利用电压表测某导体两端电压，示数是 V。
三、实验探究题
6．为探究并联电路中电压的规律,实验室提供的器材有：干电池组(电压为3V)、电压表、多个小灯泡(规格不相同)、开关、导线若干．
（1）请用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整,要求电压表测量灯L1两端的电压．
（2）电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表示数相同，如图乙所示，其值为 .根据这组数据，该小组就得出了并联电路中电压的规律．这样处理实验数据，得出结论，你认为实验的不妥之处是 ．纠正后得到并联电路中的电压规律为 .
7．小明和小亮探究“并联电路电压的关系”，小明先按图甲所示电路图连成图乙的实物图（电压表尚未连接）
（1）在拆接电路时，开关必须 。
（2）在检查电路的链接是否有误的过程中，小亮一眼就看出了小明连接的错误（如图所示），并指出如果直接闭合开关将出现 （选填“开路”或“短路”）现象，小灯泡L1、L2都不会亮，还可能造成 损坏。
（3）小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端，就使电路连接正确了。他的做法可能是 （指出一种即可）
（4）他们在电路中串联滑动变阻器的作用是 ，闭合开关前，变阻器的滑片P应置于 端（选填“左”或“右”）
8．小红同学利用图甲所示的电路来探究串联电路的部分特点。已知R1=20Ω、R2=10Ω、R3=8Ω、R4=4Ω，电源电压可调。
（1）请根据图甲所示电路图用笔画线，代替导线将图乙所示实物图补充完整 （此时电源电压为3V）；
（2）电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数；小红同学又将电压表并联在R2两端闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数。则电路中可能存在的故障是_________（选填字母）；
A．R1处断路 B．R2处短路 C．电流表处短路
（3）排除故障后，继续实验。实验中，小红同学调节了电源电压，换用了不同的电阻，分别将电压表并联在AB、BC、AC两端，收集的数据如表，表格中第2次实验空格处的数据为 。在误差范围内，探究串联电路中总电压与各部分电压关系时，分析表中数据可得到结论是 ；探究串联电路中电压与电阻关系时，分析表中数据可得到结论是 。
I/A UAB/V UBC/V UAC/V
1 R1与R2串联 0.1 2 1 3
2 R2与R3串联 2 1.6 3.6
3 R3与R4串联 0.4 3.2 1.6 4.8
4 R1与R4串联 0.3 6 1.2 7.2
9．实验小组同学利用两节新干电池，一个开关，将两个灯泡连成一个串联电路，想探究串联电路中电压的规律。
（1）图甲是连接的电路，经检查发现连接有误，请你只改动一根导线的一端，使电压表正确测量其中一盏灯泡两端的电压；（在被改动的导线上画“×”，然后画出改动后的导线）( )
（2）小组同学找到两个电压表，设计了图乙所示的电路图。需要测出ab、bc、ac之间的电压。按照电路图正确连接好电路后，闭合开关，发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同，可能的原因是： （填“V1”或“V2”）的量程选大了，此时电压表V1的示数为 V；
（3）解决问题后，小组同学测出了ab间和ac间的电压，为了测量bc间的电压，他应完成的操作是____；
A．将V1接a点的导线拆下，接到c点
B．将V2接a点的导线拆下，接到b点
C．以上两种操作均可
（4）为了得出更普遍的规律，应当进行多次实验，操作方法是：____。
A．重新连接电路再次测量
B．将灯泡L1和灯泡L2互换位置再次测量
C．将其中一盏灯泡换成不同规格的灯泡再次测量
10．小明在进行探究“串联电路的电压规律”的实验中，采用的电路如图甲所示。
（1）为了使探究得出的结论具有普遍意义，L1、L2应该选择规格 的小灯泡（选填“相同”或“不同”）；
（2）根据图甲连接好电路，闭合开关，电压表示数如图乙，为了使实验结果更准确，接下来他应该断开开关， ；
（3）最后测灯泡L1和L2两端的总电压时，在图甲实验基础上将电压表A点不动，只断开B点，并改接到C点上。他用这种方法 （选填“能”或“不能”）测出L1和L2两端的总电压。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电压表的连接
【解析】【解答】根据图片可知，电压表的指针正常偏转，那么说明电压表的“3”接线柱接的是电源正极，而“-”接的是电源负极，就铜片为正极，锌片为负极，且盐水是导电的，故A正确，B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据电压表的使用方法分析判断。
2．【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的辨别；电压的测量及电压表的使用；电路故障的判断
【解析】【解答】A.根据图片可知，灯泡L1和L2首尾相连，为串联，故A错误；
B.电压表与灯泡L1并联，测灯泡L1两端的电压，故B正确；
C.若L1不发光，那么可能是L1断路，也可能是L2发生断路，故C错误；
D.若L2不发光，那么可能是L2发生短路，此时电压表的示数接近电源电压，故D错误。
故选B。
【分析】（1）用电器首尾相连为串联，用电器并排连接在电路两点之间为并联；
（2）电压表需要与被测的用电器并联；
（3）（4）根据现象判断电路故障即可。
3．【答案】A
【知识点】并联电路的电流规律；并联电路的电压规律
【解析】【解答】R1和R2串联，S2闭合后，电压表一直测试电源电压，所以电压表示数不变，电流表测试干路电流，闭合S2后，电流表的示数等于R1的电流加R2的电流，电流表示数变大，所以A正确，BCD错误；
故选A。
【分析】本题考查并联电路的电压和电流的关系，并联电路电压相等，干路电流等于支路电流之和。
4．【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【解答】根据甲图可知，变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡电压，电流表测总电流。
A.当滑片在a端时变阻器的阻值为零，此时电压表的示数最大，根据乙图可知，此时电压表示数为12V，电流表示数为2A，那么灯泡的功率P=UI=12V×2a=24W，故A错误；
B.当滑片从b向a滑动时，变阻器的阻值减小，根据可知，通过电路的电流增大，那么灯泡变亮。根据U=IR可知，电压表的示数变大，故B错误；
C.当滑片从b向a滑动时，电流变大，那么灯泡温度升高，因此灯泡电阻变大，故C错误；
D.电源电压不变，而总电流变大，根据P总=U总I总可知，总功率变大，故D正确。
故选D。
【分析】（1）当滑片在a端时变阻器的阻值为零，此时电压表的示数最大，根据乙图确定电压表和电流表的示数，然后根据P=UI计算灯泡的功率；
（2）根据滑片移动分析总电阻变化，根据分析总电流的变化，进而确定灯泡的亮度变化。根据U=IR分析电压表的示数变化；
（3）根据灯泡电阻随温度的变化规律分析；
（4）根据P总=U总I总分析总功率的变化。
5．【答案】（1）-34
（2）3658
（3）12
【知识点】温度及温度计的使用与读数；电压的测量及电压表的使用；变阻器
【解析】【解答】（1）温度计刻度上小下大，所以目前是0下，分度值为1℃，所以读数为-34℃；
（2）变阻箱的读数为3×1000Ω+6×100Ω+5×10Ω+8×1Ω=3658Ω；
（3）电压表量程选用的0~15V，分度值为0.5V，指针指在12V位置，读数为12V。
【分析】温度计、变阻箱以及电压表的读数。
6．【答案】（1）
（2）2.6V；只做了一次实验，可能出现偶然性；并联电路的总电压与各支路两端电压相等
【知识点】实物的电路连接；并联电路的电压规律
【解析】【解答】（1）灯L1、L2并联，要测量灯泡L1两端电压，电压表需与L1并联，因为干电池组电压为3V，则选择0～3V量程，如图所示：
；（2）因为干电池组电压为3V，选择0～3V量程，则对应的分度值为0.1V，根据指针所指位置可读出电压值为2.6V；利用实验得出实验结论的过程中，为了避免实验的偶然性，增加实验的可信度，换用不同规格的灯泡多测量几次并联电路两端的电压，才能进行归纳总结，这样得出的结论才更加准确．并联电路中的电压规律：并联电路两端的总电压和各支路两端的电压相等．
【分析】（1）电压表并联在电路中，与谁并联就测量谁两端的电压；
（2）结合电压表选择的量程和分度值，根据指针读数即可；为了使实验结论更具有普遍性，应该换不同规格的灯泡再进行试验；并联电路中各支路电压相等。
7．【答案】（1）断开
（2）短路；电源
（3）导线2从A端改接到B端或1由C改接到D
（4）保护电路和改变滑动变阻器连入电路的阻值从而改变灯泡两端的电压；左
【知识点】实物的电路连接；电路故障的判断
【解析】【解答】（1）在连接电路时，开关必须断开；（2）根据焦耳定律，在电阻一定，通电时间一定时，电流越大，产生的电热越多。如图连接，其他条件相同，AC导线把两个小灯泡都短路了，会造成电路中电流增大，产生的电热过多，烧坏电源。（3）只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端，将导线②的上端A改接到B或D，也可以将导线①的右端C改接到B或D，就使电路连接正确了。如下图所示： ；（4）实验中串联滑动变阻器是为了保护电路和改变电流值和电压值；闭合开关前应将滑片移至最左端。
【分析】实物连接时可用“回流分析法”，即从电源正极出发，沿着电流方向逐次连接，连接时注意电表的量程和正进负出，电压表的并联和电流的串联，滑动变阻器的一上一下，还要注意导线不能相交也最省，最后回到电源负极；电路的故障可根据自己画的比较一下，一般是先看短路再看断路的原则。
8．【答案】（1）
（2）A
（3）0.2；串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和；在串联电路中，各部分电路两端电压之比等于各电路的电阻之比
【知识点】串联电路的电压规律；欧姆定律及其应用
【解析】【解答】探究串联电路的部分特点的实验中，
（1）探究串联电路电压规律时，电压表和电阻并联，如图
；
（2）电路连接完成后，闭合开关S，发现电压表有示数、电流表无示数，电路中有断路；将电压表并联在R2两端闭合开关S，发现电压表、电流表均无示数。则电路中的故障是R1断路，A符合题意；
（3）排除故障后，继续实验。实验中，调节了电源电压，换用了不同的电阻，分别将电压表并联在AB、BC、AC两端，收集的数据如表，表格中第2次实验空格处的数据为；在探究串联电路中总电压与各部分电压关系时，分析表中数据可得：串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和；探究串联电路中电压与电阻关系时，分析表中数据可得：在串联电路中，各部分电路两端电压之比等于各电路的电阻之比。
【分析】（1）连接电压表时，电压表和所测量的位置并联；
（2）在串联电路中，电流表无示数，电压表有示数，电压表测量的位置断路；
（3）根据电压和电阻的比值， 计算电流；在串联电路中，总电压等于各部分电压之和；各电阻的分压比等于电阻比。
9．【答案】（1）
（2）V2；0.6
（3）B
（4）C
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】（1）甲图中，电压表和L1短路了，两灯应串联，电压表测一个灯的电压，改正后如下所示：
（2）图乙中两灯串联，电源电压为3V，V2测电源电压，示数为3V；V1测L1的电压。因串联电路的电压等于各部分电压之和，故V2示数大于V1示数。而V1和V2的指针偏转角度相同，根据电压表大小量程之比为5∶1，说明V2的量程选大了，此时电压表V1的示数为
（3）测出了ab间和ac间的电压后，为了测量bc间的电压，他应保证电流应从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，故接下来的操作是将V2接a点的导线拆下，接到b点，故答案为：B。
（4）为了得出更普遍的规律，应将其中一盏灯泡换成不同规格的灯泡再次测量，故答案为：C。
【分析】（1）串联电路中，各用电器顺次连接；
（2）串联电路中，总电压等于各用电器分压之和，电压表的较大量程是较小量程的5倍，结合指针位置，分析电压的大小；
（3）电压表和所测量的位置并联，接线柱正入负出；
（4）进行多次实验时，可以换用不同的用电器，可以探究普遍性。
10．【答案】（1）不同
（2）将电压表更换为小量程
（3）能
【知识点】探究串、并联电路中的电压规律实验
【解析】【解答】（1）实验中为了使探究得出的结论具有普遍性，避免偶然性，L1、L2应该选择规格不同的小灯泡进行多次实验。
（2）由图乙可知，电压表的指针偏转角度太小，是因为选用的量程太大，为了使实验结果更准确，接下来他应该断开开关，将电压表更换用小量程。
（3）图甲中，电压表测量灯泡L1的电压，电流从电压表的正接线柱进入，负接线柱出来，则电压表连接B点的接线柱为正接线柱，连接A点的接线柱为负接线柱。在此实验基础上将电压表A点不动，只断开B点，并改接到C点上，则电压表并联在L1、L2的两端，且正、负接线柱连接正确，故能测出L1和L2两端的总电压。
【分析】(1)实验中为了使探究得出的结论具有普遍意义，应该选择规格不同的小灯泡进行多次实验。
(2)电压表的指针偏转角度太小，应将电压表更换小量程上。
(3)电流应从电压表的正接线柱进入，负接线柱出来。
