考点3.4串并联电路中电流与电压关系-2022年中考物理一轮复习
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考点3.4 串、并联电路电流与电压关系(解析版)
1.会正确使用电流表测量串、并联电路中的电流;
2.通过探究串、并联电路中电流规律的过程,体验的方法、步骤和态度;通过实验探究,归纳总结出串、并联电路中电压的规律;
3.会利用串、并联电路中电流的规律解答相关问题;连接电压表;
4.能正确使用电压表测量用电器两端电压。
一、串联电路中电流的规律
1.提出问题:串联电路中各点的电流有什么关系?
2.猜想或假设:你认为串联电路中各点电流可能有怎样的关系?(要有猜想依据)
(1)不相等,经过用电器后,能量不断地在消耗,所以会减小;
(2)由于串联电路的电流只有一条通路,故A、B、C三点的电流大小相同。
3.设计实验:
(1)实验器材:干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
(2)电路图:
(3)实验步骤:根据电路图连接电路,并进行测量。
(4)把测量数据记录在表格中。
(5)换上另外两个规格不同的灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
(6)实验表格:
(7)实验结论:串联电路的电流规律I A=I B=I C
要点诠释:
1.分析测量结果可知,在忽略误差的情况下,无论灯泡的规格是否一样,通过它们的电流都是相等的,所以猜想(2)正确。
2.实验的方法是“归纳法”,实验过程中全部测量完一次后,再更换不同规格的灯泡再次测量,避免实验存在偶然性,使实验结论具有普遍性。
二、并联电路中电流的规律
1.提出问题:并联电路中各点的电流有什么关系?
2.猜想或假设:你认为并联电路中各点电流可能有怎样的关系?(要有猜想依据)
3.设计实验:
(1)实验器材:两节干电池、开关、几个规格不同的灯泡、电流表、若干导线。
(2)电路图:
(3)根据电路图连接电路,并进行测量。
(4)把测量数据记录在设计的表格中。
(5)换上另外两个规格不同的小灯泡,再次测量各点的电流,看看是否还有同样的关系。
(6)实验表格:
(7)实验结论:并联电路的电流规律I A=I B+I C。
要点诠释:
1.测量每一个支路的电流值时,一定要把另一个支路也接入电路中,在实验过程中,应选择几组不同规格的几组灯泡进行实验,通过几组实验归纳总结出并联电路的电流规律,而不能只测量一次,目的也是避免偶然性,使得出的结论具有普遍性。
2.并联电路的电流规律是干路电流等于各支路电流之和,但是支路之间的电流并不一定平分干路的电流。
三、串联电路中电压的规律
1.提出问题:串联电路中各部分电路两端电压与总电压有什么关系呢?
2.猜想与假设:
①串联电路中各部分电路两端的电压相等;
②串联电路中各部分电路两端的电压之和等于总电压。
3.实验设计:
实验器材:两节干电池,六只小灯泡(其中第二次实验用的两只相同),1只电压表,一只开关,导线若干。
实验步骤:
①分别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,B、C两点,A、C两点间测量电压,看看它们之间有什么关系。
②换上另外四只灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系。
三次测量的电路图分别如图所示:
4.进行实验与记录数据:按上述要求进行实验,实验记录如下表所示。
5.分析与论证:
从实验过程和实验记录中可以看出,两灯泡的规格相同时,U1=U2;当两灯泡的规格不相同时,U1≠U2,
但都满足U1+U2=U。
6.得出结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2。
7.评估与交流:回顾以上操作,看看是否存在不妥的地方:读数时是否实事求是?更换灯泡时是否换用了不同规格的?如果这些因素在实验中都作了充分的考虑,实验的结果应该是可靠的,各小组把实验结果写成实验报告,并在班上进行交流和讨论。
要点诠释:
实验探究过程中的注意事项:
(1)连接实验电路时,开关应断开;电压表应并联在被测电路中;
(2)应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来;
(3)连接好电路后,要先用开关试触,观察电压表的指针偏转情况,确认无误后,再闭合开关,观察示数;
(4)读数时,要客观、精确,视线与刻度线垂直,读数完毕,断开开关,切断电源,整理好仪器;
(5)电压表的量程选择得过小,会使指针偏转过大,损坏电表;选择得过大,会使指针偏转过小,测量不准确;一般来说,选择的量程,应使指针偏转到刻度盘的之间。
四、并联电路中电压的规律
1.提出问题:并联电路两端的总电压跟各个支路两端电压有什么关系?
2.猜想假设:
①并联电路各条支路两端的电压都相等;
②并联电路的总电压等于各条电路两端的电压之和。
3.设计实验:
实验器材:两节干电池,六只小灯泡(其中第二次实验用的两只相同),1只电压表,一只开关,导线若干。
实验步骤:
①别把电压表并联在如图所示的电路中A、B两点,C、D两点,E、F两点间测量电压,看看它们之间有什么关系。
②换上另外四只灯泡,再测两次,看看是否还有同样的关系。
4.进行实验与记录数据:按上述要求进行实验,实验记录如下表所示。
5.分析论证:并联电路中各支路两端电压相等,等于总电压(电源电压)与灯泡的规格没有关系。
6.得出结论:并联电路中的总电压,等于各个支路两端的电压,各支路电压相等即:U= U1=U2。
要点诠释:
1.电压与电流的对比:
2.几个常见电路元件的特殊处理
我们在分析电路连接情况时,往往是针对用电器而言的,其它元件如开关、电压表、电流表等这些“拦路虎”,对我们分析比较复杂的电路来说负面影响很大,如果既可将有些元件从电路图中拆掉,又能保证那些元件拆掉后不影响用电器的原连接情况的的话,原电路图就可以得到简化,以便揭开“庐山真面目”。
为此,我们完全可以依据所拆元件的特性进行简化,其方法是:
①开关:若是开关闭合,就在原开关处画一导线连通,若是开关断开,就将此路完全去掉不要。
②电压表:由于电压表的电阻很大,因此可把连电压表处当成开路,只须把电压表拆掉即可。
③电流表:由于电流表的电阻很小,因此可把连电流表处当成短路,电流表拆下处要用导线连通。
通过上述方法所得的简化图表示出的用电器连接情况即为原电路中用电器连接情况。
最好在草稿纸上处理,用铅笔先画出原电路图后,从电源正极开始,逐一依序增删,直到电源负极为止。
一、考题分析
对串、并联电路中电流与电压关系的考查,主要有两种题型:选择题和实验探究题。
选择题主要考查对串并联电路中电流和电压关系的认识和理解程度,或通过串、并联电路中电流和电
压关系解答相关问题等。
实验探究题是通过实验探究过程,熟悉此类实验探究题的方法、步骤和态度,并通过实验探究过程归纳总结出串、并联电路中电压的规律;考题以探究并联电路中电流规律和串联电路中电压规律为主。
二、考向点拨
1.串联电路中电流的规律
(1)串联电路中电流的规律:串联电路的电流处处相同。
(2)实验中分析测量结果可知,在忽略误差的情况下,无论灯泡的规格是否一样,通过它们的电流都是相等的。
(3)实验的方法是“归纳法”,实验过程中全部测量完一次后,再更换不同规格的灯泡再次测量,避免实验存在偶然性,使实验结论具有普遍性。
2.并联电路中电流的规律:
(1)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,I A=I B+I C。
(2)测量每一个支路的电流值时,一定要把另一个支路也接入电路中,在实验过程中,应选择几组不同规格的几组灯泡进行实验,通过几组实验归纳总结出并联电路的电流规律,而不能只测量一次,目的也是避免偶然性,使得出的结论具有普遍性。
(3)并联电路的电流规律是干路电流等于各支路电流之和,但是支路之间的电流并不一定平分干路的电流。
3.串联电路中电压的规律:
(1)串联电路中电压的规律:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2。
(2)实验探究过程中的注意事项:
1)连接实验电路时,开关应断开;电压表应并联在被测电路中;
2)应从电源正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来;
3)连接好电路后,要先用开关试触,观察电压表的指针偏转情况,确认无误后,再闭合开关,观察示数;
4)读数时,要客观、精确,视线与刻度线垂直,读数完毕,断开开关,切断电源,整理好仪器;
5)电压表的量程选择得过小,会使指针偏转过大,损坏电表;选择得过大,会使指针偏转过小,测量不准确;一般来说,选择的量程,应使指针偏转到刻度盘的之间。
4.并联电路中电压的规律:
并联电路中电压的规律:并联电路中的总电压,等于各个支路两端的电压,各支路电压相等即:U= U1=U2。
一、串、并联电路中电流的规律及应用
1.(2021·宁夏·中考真题)如图所示,电源电压保持不变。
关于电路的工作情况,下列说法中正确的是()。
A.同时闭合两个开关,通过两只灯泡的电流一定相同;
B.若先闭合S1,再闭合S2,电压表示数不变,电流表的示数变大;
C.若先闭合S1,再闭合S2,电压表示数变大,电流表的示数变大;
D.若灯L1被短路,闭合S1、S2后,灯L1不亮,灯L2亮,电流表损坏
【答案】B。
【解析】A.同时闭合两个开关,灯L1、L2并联,只有当两个灯泡的规格相同时,通过这两只灯泡的电流才相同,故A错误;
BC.先闭合S1,电路中只有L1接入电路,电压表测电源电压,电流表测流过L1的电流;再闭合S2,灯L1、L2并联,电压表还是测电源电压,所以电压表示数不变,此时电流表测干路电流,所以电流表示数变大。
故B正确;C错误;
D.若灯L1短路,闭合S1、S2,发生电源短路,两灯都不亮,有较大电流流经该电路,损坏电流表和电源,故D错误。
故选B。
2.(2021·黑龙江中考真题)两个灯泡接在同一电路中,用电流表测得通过它们的电流相等,那么()。
A.两灯泡的规格一定相同;
B.这两个灯泡的亮度可能不同;
C.这两个灯泡一定串联;
D.这两个灯泡可能并联
【答案】BD。
【解析】两个灯泡串联时,通过它们的电流一定相等,当它们并联时,若规格相同,因为并联支路两端的
电压相等,且它们各自的电阻相等,由公式
U
I
R
=可知通过它们的电流也相等,故这种情况,可能串联,也
可能是并联的,故D正确,C错误;由于两个灯泡的规格可能不同,即电阻不同,根据2
P I R
=可知,虽然电流相同,但功率可能不同,故亮度可能不同,故A错误,B正确。
故选BD。
3.(2021·山东济宁市·中考真题)将两个不同的小灯泡串联在电路中,发现一个较亮,另一个较暗,则通过较亮灯泡的电流___________(选填“大于”“等于”或“小于”)通过较暗灯泡的电流,判断依据
是___________。
【答案】等于;串联电路中,电流处处相等。
【解析】[1][2]两灯串联,串联电路电流处处相等,灯泡亮度由实际功率决定。
4.(2021·山东临沂市·中考真题)如图所示电路,闭合开关后两灯均正常发光,下列判断正确的是()。
A.电流表A1测通过灯L1的电流;
B.两电流表的示数一定不相同;
C.两灯的额定功率一定不相同;
D.仅断开S2,电流表A2的示数不变
【答案】B。
【解析】AB.从图中可以看出,两灯泡并联,电流表A1测通过灯L2的电流,电流表A2测通过总电路的电流,电流表A1示数小于电流表A2示数。
故A错误,B正确;
C.两灯泡并联,电压相等,当灯泡的电阻相同时,灯泡的功率相等。
故C错误;
D.仅断开S2,电路中只有灯泡L1工作,电流表A2测量L1电流,示数比原来小。
故D错误。
故选B。
5.(2020•广西)如图所示,在探究“并联电路的电流规律”时,闭合开关S后,电流表A的示数是0.4A,A1的示数是0.1A,则通过小灯泡L1的电流()。
A.0.5A B.0.4A C.0.3A D.0.1A
【答案】D。
【解析】由电路图可知,两灯并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L1支路的电流,所以通过小灯泡L1的电流为0.1A。
故选:D。
6.(2020•海南)如图所示电路,探究并联电路中电流的关系。
L1与L2是两个不同规格的小灯泡,闭合开关后,通过a、b、c、d四处电流的大小关系正确的是()。
A.I a=I b B.I a=I c C.I b=I c D.I a=I d
【答案】D。
【解析】根据电路图可知,两灯并联,I a、I d为干路电流,I b、I c是两条支路的电流;
AB、根据干路电流等于各支路电流之和可得:I a=I b+I c;故AB错误;
C、由于两个小灯泡是不同的规格,根据并联电路各支路两端的电压相等和欧姆定律可得:I b≠I c;故C错误;
D、由于a、d点都在干路上,则:I a=I d,故D正确。
故选:D。
二、探究串、并联电路中电流的规律
1.(2021·广西贺州·中考真题)如图所示,在探究“并联电路的电流特点”的实验中,小明设计了如图甲电路进行实验:
(1)实验中,小明应该选择两个小灯泡规格是________(选填“相同”或“不相同”)的;
(2)请用笔画线代替导线,按图甲中的电路图把图乙中的实物电路连接完整(导线不得交叉);_______(3)小明在连接电路时,开关应处于________(选填“闭合”或“断开”)状态;
(4)小明先将电流表接在L1所在的支路上,闭合开关,观察到灯L2发光,但灯L1不亮,电流表的示数为零,电路可能在的故障是_______(选填“灯L1断路”或“灯L1短路”);
(5)排除故障后,他测出了L1支路上的电流I1=0.8A,然后他把电流表依次接入电路分别测量出L2支路电流I2、干路电流I,两次测得的结果都如图丙所示,则I2_______A、I_______A。
小明由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是________(写关系式即可);
(6)本次实验的不足之处是:_______。
【答案】不相同;如图;断开;L1断路;0.2;1;I=I1+I2;仅有一组实验数据,结论不具有普遍性。
【解析】(1)[1]实验中,为得出普遍性的规律,选择两个小灯泡的规格应该是不相同的。
(2)[2]由图甲知,L1、L2并联,电流表与L1串联,故连接如下:
(3)[3]为保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(4)[4]灯L1不发光,电流表的示数为零,可能是灯泡L1短路或断路造成的,灯L2发光,说明电路故障是L1断路。
(5)[5][6][7]干路电流I大于支路电流I2,说明测量干路电流I使用了大量程,测量支路电流I2使用了小量程,大量程的分度值是0.1A,小量程的分度值是0.02A,因此干路电流I为1A,支路电流I2为0.2A,则有0.8A+0.2A=1A
由此得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是:I=I1+I2。
(6)[8]本次实验只测了一组数据就得出结论,结论不具有普遍性,应更换灯泡测出多组实验数据,得出普遍性的结论。
2.(2021·四川成都市·中考真题)在“探究并联电路中的电流规律”实验中:
(1)小罗同学设计的实验电路如图甲所示,她选用的电源电压是3V。
关于小灯泡规格的选择,下列说法正确的是______;
A.没有限制,可以任意选取 B.小灯泡的额定电压必须为3V
C.小灯泡的规格应该不同 D.必须保证小灯泡的额定电流相同
(2)小罗同学将电流表接在A处,闭合开关,电流表指针位置如图乙所示。
她的电流表量程选择正确吗?答:______;
(3)在得出实验结论时,我们将图甲中A、B处的电流称为支路中的电流,C处的电流称为______电流。
【答案】C;正确;干路。
【解析】(1)[1]在实验探究中,应选择不同规格的小灯泡,才能避免实验结论的偶然性。
故C选项正确。
(2)[2]电流表接在A处,测的是支路电流,所以此时量程选择正确。
(3)[3]由电路图知,C处是并联电路的干路部分,通过的电流为干路电流。
3.(2020•恩施州)在探究电路的实验中,用铜导线按图甲连接好元件,闭合开关后,两表示数如图。
(1)在连接两电流表的导线中,实际电荷定向移动方向是(选填“向左”、“向右”或“无规则运动”)。
(2)在使用电流表前发现其指计偏向0刻线左侧,应调节表盘下面的,使指针归0。
(3)通过L1、L2的电流分别是A、A。
【答案】(1)向右;(2)调零旋钮;(3)0.76;0.24。
【解析】(1)在连接两电流表的导线中,电流是从电源的正极出发,经过电流表、用电器,回到电源的负极,如图所示电路,开关闭合后,电流方向与电子定向移动方向相反,金属导体中实际是电子移动,所以实际电荷定向移动的方向是从左向右;
(2)在使用电流表前,需要先检查电流表的指针是否对准零刻线,如果不在“0”刻度线上,需要调节表盘下面的调零旋钮,使指针归0;
(3)由图可知,两灯泡并联,电流表A2测量通过灯泡L2的电流,电流表A1测量干路电流,则乙选择的是0~3A量程,故乙为电流表A1,其分度值为0.1A,示数为I=1A;
电流表丙选择的是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为I2=0.24A,即丙为电流表A2,则通过灯泡L2的电流为0.24A;
根据并联电路的电流特点可知,通过灯泡L1的电流为I1=I﹣I2=1A﹣0.24A=0.76A。
故答案为:(1)向右;(2)调零旋钮;(3)0.76;0.24。
三、串、并联电路中电压的规律及应用
1.(2021·广西贺州·中考真题)如图甲所示的电路中,L1两端的电压为U1=3.7V,L2两端的电压如图乙所示,则L2两端的电压U2________V,电源电压U_________V。
【答案】2.3;6.0。
【解析】[1]如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.3V,即L2两端的电压为2.3V。
[2]由图甲电路可知,L1与L2串联,由串联电路的电压规律可得电源电压U=U1+U2=3,7V+2.3V=6.0V。
即电源电压为6.0V。
2.(2021·江苏中考真题)如图,闭合开关,灯泡不亮,在闭合开关且不拆开导线的情况下,将M接电源“+”极,N依次试触E、F、G接线柱,发现电压表示数前两次为零,第三次接近3V,若故障只有一个,则可能是()。
A.电源没电 B.开关断路 C.灯泡断路 D.灯泡短路
【答案】B。
【解析】将M接电源“+”极,N接E,无示数,说明可能存在断路,且断路不在变阻器,N接F,无示数,说明断路灯泡也没断路,N接G,有示数,说明断路可能在开关,且电源有电,故ACD不符合题意,B 符合题意。
故选B。
3.(2021·广西中考真题)如图所示,在探究串联电路特点的实验中,两盏小灯泡规格不同,当开关闭合后,下列说法正确的是()。
A.L1、L2两端电压相等;
B.L1、L2的亮度一定相同;
C.a、b、c三处的电流一样大;
D.若L2灯丝烧断了,L1仍能发光
【答案】C。
【解析】A.两盏小灯泡规格不同,即电阻不同,根据串联分压,电阻不同,则两灯泡的电压不同,故A错误;
B.L1、L2的亮度与实际电功率有关,电阻不同,故实际电功率不同,故B错误;
C.由于串联,电路的各个地方电流相等,故C正确;
D.若L2灯丝烧断了,则电路断路,没有电流经过灯泡L1,故两灯都不亮,故D错误。
故选C。
4.(2021·安徽中考真题)如图所示,R1和R2均为定值电阻,闭合开关S,电流表指针明显偏转,电压表几乎无示数,如果R1或R2一处发生故障,则下列判断正确的是()。
A.R1短路B.R2短路C.R1断路D.R2断路
【答案】A。
【解析】由图可知,R1和R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流。
A.如果R1短路,电压表被短路,电压表无示数,电路是通路,电流表有示数,故A正确;
B.如果R2短路,只有R1的简单电路,电压表和电流表都有示数,故B错误;
C.如果R1断路,电压表串联在电路中,电压表有示数,电路中电流很小,电流表没有示数,故C错误;
D.如果R2断路,整个电路断路,电流表和电压表都没有示数,故D错误。
故选A。
5.(2020•内江)若将完好的电流表、电压表、小灯泡连接成如图所示的电路,各处接触良好。
当开关S闭合后,会出现()。
A.电流表指针明显偏转B.小灯泡发光
C.电压表指针明显偏转D.电池被烧坏
【答案】C。
【解析】由图知道电压表与电流表、灯泡串联,由于电压表的内阻很大,所以电路的电流几乎为零,故电流表指针几乎没有偏转、灯泡不会发光、电池也不会被烧坏;根据串联分压原理知道,电压表两端的电压几乎等于电源电压,故电压表指针明显偏转,故只有C符合题意。
故选:C。
四、探究串、并联电路中电压的规律
1.(2021·河北·中考真题)小明利用图所示的电路来探究串联电路的部分特点,已知R1=2Ω,R2=4Ω,R3=5Ω,R4=10Ω,电源电压可调。
(1)请根据图所示电路图用笔画线代替导线将图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、电流表均无示数;小明又将电压表并联在R2两端,闭合开关S,发现电压表有示数,电流表无示数,则电路中一定存在的故障是______(选填字母);
A.R1处短路 B.R2处断路 C.电流表处短路
(3)排除故障后,继续实验,实验中,小明调节了电源电压,换用了规格不同的电阻,分别将电压表并联在AB、BC和AC两端,收集的数据如下表。
①表格中第4次实验空格处的数据为______;
②探究串联电路中电压的关系时,分析表中数据可得其规律是______;
③探究串联电路中电阻的关系时,分析表中数据可得其规律是______;
④探究串联电路中电压与电阻关系时,分析表中数据可得其关系是______;
(拓展)完成实验后,小红连接了如图所示电路,已知R0>R1,调整电源电压,将电压表分别并联在AB、BC和AC两端,电压表指针三次偏转中,其中一次满偏,一次偏转的角度为满偏的三分之二,则所有符合上述情况的R0的最大值与最小值之比是______。
【答案】如图;B;0.5;串联电路中总电压等于各部分电路电压之和;串联电路中总电阻等于各电阻
之和;串联电路中,电压之比等于电阻之比(串联电路中,电压与电阻成正比或串联电路中,电阻越大,其两端电压越大);13∶3。
【解析】(1)[1]由图可知,两端组的总阻值为122Ω+4Ω=6ΩR R R =+=总 电路中的电流为3V =0.5A 6Ω
U I R ==总 所以电流表选用0~0.6A 量程,如图:
(2)[2]电路连接完成后,闭合开关S ,发现电压表、电流表均无示数,说明电路中出现断路,小明又将电压表并联在R 2两端,闭合开关S ,发现电压表有示数,电流表无示数,说明电阻R 2断路,故B 符合题意,AC 不符合题意。
故选B 。
(3)①[3]R 1与R 4串联时,电路中的总电阻为142Ω+10Ω=12ΩR R R =+=总
电源电压为6V ,根据U I R
=可知,电路中的电流为6V =0.5A 12ΩU I R ==总 ②[4]探究串联电路中电压的关系时,由表格数据可知AB BC AC U U U +=
可得其规律是:串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。
③[5]探究串联电路中电阻的关系时,分析表格数据可知,
1113V =6Ω0.5A
U R I ==总,12Ω+4Ω=6ΩR =总 以此类推,可得其规律是:串联电路中总电阻等于各电阻之和。
④[6]探究串联电路中电压与电阻关系时,由表格数据可知:
122Ω1=4Ω2R R =,111V 1=2V 2
AB BC U U = 即1112
AB BC U R U R = 以此类推,可知:串联电路中,电压之比等于电阻之比(串联电路中,电压与电阻成正比或串联电路中,电阻越大,其两端电压越大)。
[7] 已知R 0>R 1,调整电源电压,将电压表分别并联在AB 、BC 和AC 两端,电压表指针三次偏转中,其中一次满偏,一次偏转的角度为满偏的三分之二,则所有符合上述情况的的电压组合为13V 、2V 、15V ;5V 、10V 、15V ;2V 、3V 、5V ;1V 、2V 、3V ;四组数值中,第一组12R =Ω时,根据串联电路电压规律,R 0
阻值最
大0max 13ΩR =
第三组12R =Ω时,根据串联电路电压规律,R 0阻值最小0min 3ΩR =
则所有符合上述情况的R 0的最大值与最小值之比是0max 0min 13Ω133Ω3
R R ==。
2.(2020•六盘水)我们已经学习了串联电路电压的规律,那么串联的各部分电路如何分配电源电压呢?小明利用以下实验器材进行实验:阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V 的电源、开关及导线。
请回答下列问题:
实验次数
AB 间电阻/Ω CD 间电阻/Ω 1
10 5 2
20 10 3 30 15
(1)连接电路时,应将开关处于 状态(选填:“断开”或“闭合”);
(2)如图甲所示,小明将阻值为10Ω和5Ω的电阻分别接入电路中AB 和CD 两位置,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,则AB 间电压为 V 。
比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论:串联电路中,电阻值越大,其所分电压 ;
(3)为了进一步探究电压的分配规律,小明更换电阻完成了上表中2、3两次实验,观察到每次实验电压表示数几乎不变。
分析实验数据发现AB 间和CD 间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等,于是得出:“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。
根据这一实验过程得出的结论是否可信? (选填:“可信”或“不可信”),你的理由是: 。
【答案】(1)断开;(2)2;越大;(3)不可信;要得到普遍规律,实验中每次实验的电阻比值应不同。
【解析】(1)连接电路时,应将开关处于断开状态,这样连接电路时可以避免出现短路等问题的出现而损坏电路元件;
(2)电压表使用0~3V 量程,分度值是0.1V ,电压表的示数如图乙所示,则AB 间电压为2V ,
电阻10Ω通过的电流为:I =
==0.2A ,串联电路中电流处处相等,所以5Ω电阻两端电压U 2=IR 2=0.2A ×5Ω=1V ,
所以,串联电路中,电阻值越大,其所分电压越大;。