13.6  串、并联电路中电压的特点

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13.6  串、并联电路中电压的特点

 

【与教材不同之处】

更详细描述探究串并联电路的电压规律；更详细描述探究串联电路的电压规律的应用。

 

 

串联电路中的电压规律

 

如图13-6-1所示，这是两个规格不同的灯泡组成的串联电路。我们已经知道，串联电路中各处的电流大小是一样的。

我们好奇，如果把整个串联电路分成若干部分，则各个部分两端的电压是否相等？

也就是说，我们需要先将整个串联电路分成若干部分（比如，AB部分、BC部分、CD部分、DE部分、EF部分、FG部分、GH部分以及AH部分），然后用电压表分别与各个部分并联，即将电压表的两个接线柱的接线分别接在各个部分的两端，如图13-6-2所示，此时电压表测出GF部分两端的电压。

多次通过更换电池的节数重复实验，我们将得到多组实验数据（见表1）。

通过对数据的分析，我们得到的结论是：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。

如果用公式来表示，则为：

其中，U代表串联电路两端的总电压、U1、U2分别代表串联电路中各部分电路两端的电压。

从表格中的数据还可以得知：

（1）如果电路中只有串联电路，那么串联电路两端的总电压就是电源两端的电压（也称电源电压）。
（2）当电压表接在导线，开关两端时，电压表的示数为0，即没有示数。当电压表接在用电器两端，电压表的示数不为0。
（3）我们还发现，串联的两灯泡，其中更亮的灯泡的两端的电压更大。这说明，在串联电路中，决定灯泡亮度的是此灯两端的电压。

 

 

并联电路中的电压规律

 

如图13-6-3所示，这是两个规格不同的灯泡组成的并联电路。

并联电路中的每一部分两端的电压是否相等呢？

类似的，我们也将电路分成若干部分，然后用电压表测量各个部分电路两端的电压，即把电压表与各个部分电路的两端相连，如图13-6-4所示，此时电压表测量的是DE部分电路两端的电压。

多次通过更换电池重复实验，我们将得到多组实验数据（见表2）。


如果用公式来表示，则为：通过对数据的分析，我们得到的结论是：并联电路中，各支路两端的电压总是相等的，且与并联电路两端的总电压相等。

其中，U代表并联电路两端的总电压、U1、U2分别代表各支路两端的电压。

从表格中的数据还可以得知：如果电路中只有并联电路，那么并联电路两端的总电压就是电源两端的电压（也称电源电压）。

 

 

串联电路的电压规律的应用

 

例题，在如图13-6-5所示，如图甲所示的电路中，当闭合开关S后，两个电压表指针偏转均如图乙所示，则灯L1和L2两端的电压分别为多少。

【分析】相信同学们还记得，对于电学计算题，我们解题步骤仍是符合口诀——“先判连接、再判电表，三运规律”。具体的步骤一般如下：

（1）判断电路的连接方式是串联还是并联；
（2）判断电压表的测量对象是谁；
（3）利用串并联电路的电压规律解题。

在判断电路的连接方式的过程中，由于电压表对电流的阻碍作用大，可以被认为是“断开”的导线，然后利用“小拆法”（假设拆除任一个用电器，若另一个用电器有电流通过，则是并联，反之则串联），我们可以判断出此电路的连接方式是串联。

接着我们利用“拆源法”（假设拆除电源，若电压表与某个用电器形成闭合回路，则电压表的测量对象就是这个用电器），我们可以判断出电压表V1的测量对象是灯L1和L2，也就是说，电压表V1测量的是灯L1和L2总电压。电压表V2的测量对象是灯L1。

由于电压表V1测量的是串联电路的总电压，则电压表V1比电压表V2的示数大。所以，乙图中大量程的示数是电压表V1的示数，小量程的示数是电压表V2的示数。

解：根据甲图可知，该电路是串联电路，电压表V1测总电压，电压表V2测的是灯L1的电压。

再根据乙图可知，

U=6V，UL1=1.2V

根据串联电路的电压规律

UL2=U-UL1=6V-1.2V=4.8V

答：灯L1和L2两端的电压分别为1.2V和4.8V。

 

【本节学到的内容】

1、串联电路中的电压规律

串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。。

2、并联电路中的电压规律

并联电路中，各支路两端的电压总是相等的，且与并联电路两端的总电压相等。

 

【自我检测与巩固】

1、在如图甲所示的电路图中，开关S接到a时的电压表指针所指位置与开关S接到b时电压表指针所指位置均如图乙所示。下列说法不正确的是（　　）

A、电源电压为7.5V

B、灯L2两端的电压为1.5V

C、灯L2两端的电压为6V

D、灯L1两端的电压为6V

2、两个用电器连接在同一个电路中，下列说法不正确的是（      ）

A、若两个用电器串联，则总电压等于各用电 器两端的电压之和

B、若两个用电器并联，则各用电器两端的电压一定相等

C、若用电压表测得它们两端的电压相等，则 两用电器一定并联

D、若用电压表测得它们两端的电压不相等， 则两用电器一定串联

3、如图所示，已知两只灯泡L1和L2是串联的，则在①、②和③三个电表中（电流表或电压表）判断正确的是 （     ）

  1. ①是电流表，②和③是电压表；
  2. ①和③是电压表，②是电流表；
  3. ①和②是电流表，③是电压表；
  4. ①、②和③都是电流表

4、在第3题中电路图中，已知两只灯泡L1和L2是并联的，则在①、②和③三个电表中（电流表或电压表）判断正确的是 （     ）

  1. ①是电流表，②和③是电压表；
  2. ①和③是电压表，②是电流表；
  3. ①和②是电流表，③是电压表；
  4. ①、②和③都是电流表

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