探究串并联电路电压的规律
【重点难点提示】
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和;并联电路总电压等于各支路电压

【重点难点解析】
1.串联电路中的电压关系
实验表明,串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和.
在串联电路中,总电压比电路中任何一部分电路两端的电压都大,即,.
2.并联电路中的电压关系
由于并联电路是电路元件并列连接在两点之间组成的电路,因此,并联电路中,各支路两端的电压都等于两连接点之间的电压.实验也表明,并联电路中,各支路两端的电压相等.

【典型试题分析】
例1 如图6—18所示的电路中,电压表所用的量程不同,当电路闭合后,和的示数分别如图所示,则用的量程是______V,用的量程是_________V,小灯泡上的电压=___________________.

分析与解答:由图6—18所示的电路图可以看出,灯和串联,电压表测量的是串联电路两端的总电压U,电压表测量的是灯泡两端的电压.由于串联电路两端的总电压大于其中任何一部分电路两端的电压,根据图6—18所示的电压表指针所指位置,电压表使用的是0～15V量程,故电路的总电压U=5.5V,电压表使用的是0～3V量程,其示数即灯泡两端的电压,灯泡两端的电压.
综上所述可知,在图6—18所示的电路中,电压表用的量程是0～15V,电压表用的量程是0～3V,小灯泡上的电压.
点评:本题主要考查对电路图的识读能力和对串联电路中的电压关系的理解掌握.解答本题的思维顺序是:①判断灯泡和是串联连接;②判断电压表,分别测电路的总电压U和灯泡两端的电压;③根据串联电路中的电压关系和两电压表的指针位置判断出电压表,所使用的量程(这是解答本题的难点);④读取两电压表示数并确定,两端的电压和.
例2 如图6—19,电源电压恒定,当开关闭合,断开时,电压表的示数为3V;当断开,闭合时,电压表的示数为4.5V,则灯两端的电压为________V,灯两端电压为_________V.
分析与解答:由图6—19所示的电路图可以看出,灯和串联接在电压恒定的电源上.当开关闭合,断开时,电压表和并联,测量的是两端的电压,;当断开,闭合时,电压表连接在和组成的串联电路两端,测量的是串联电路的总电压U,U=4.5V.根据串联电路中的电压关系可得灯两端的电压.
由分析可知,在图6—19所示的电路中,灯两端的电压为3V,灯两端的电压为1.5V.
点评:本题考查对电路图的识读能力和对串联电路中的电压关系的理解掌握.解题的关键是明确开关和在两种不同的通断组合情况下电压表测量的是哪部分电路两端的电压.

例3 现有一个电池组,一个开关,两个电压表,两个小灯泡,导线若干.请根据上述器材在方框内设计一个符合下列两项要求的电路图.
(1)两个小灯泡串联;
(2)所设计的电路能直接测出(或间接求出)下列物理量:a.电源电压;b.每个小灯泡两端的电压.

分析与解答:根据题目要求,先画出由电池组,开关,灯泡和组成的串联电路的电路图.由灯泡和组成的串联电路中,能够并联接入电压表的位置有三处,两端,两端和串联电路的两端,只要用题中提供的两个电压表直接测出任意两处的电压,根据串联电路中的电压规律,就可间接求出第三处的电压.
符合题目中两项要求的电路图如图6—20所示.
点评:本题考查根据要求设计电路,画电路图的能力和对串联电路中的电压规律的理解掌握.解题时要先画出主电路,然后再画电压表.连接线要画成横平竖直,线路要画的简洁,整齐,美观,电路元件符号要画的准确规范.电路图画完后要对照要求进行检查,发现错误及时修正.

例4 如图6—21所示的电路中,闭合开关S后发现两灯均不亮,电流表的指针几乎不动,而电压表的指针有明显的偏转,则该电路的故障可能是 ( )
(A)的灯丝断了(B)的灯丝断了(C)和的灯丝都断了(D)电流表坏了
分析与解答:图6—21所示电路中,灯泡和串联连接,电流表测量的是串联电路中的电流,电压表并联在灯两端,测量的是灯两端的电压.闭合开关S后,两灯都不亮,电流表的指针几乎不动,说明电路中没有电流通过,电路的故障是电路断路;和灯并联的电压表的指针有明显的偏转,说明电压表的正,负接线柱与电源的正,负极是连通的,即电源,开关,电流表,电压表和灯形成通路,此时电压表示数等于电源电压.可见电路断路是由的灯丝断了引起的.

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