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知识应用自测(探究串联电路中电压的规律)
[知识应用自测]
答题向导
1.如图6-2-9所示,电源电压为7 V恒定不变,当S断开时,电压表的示数为4 V,则L2两端的电压为多少?当S闭合时,电压表所显示的电压值应是多少?
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图6-2-9
答案:3 V 7 V
解析:在这个电路中,当S断开时,L1和L2是串联的,而总电压U=
7 V,电压表的示数U1=4 V,则L2两端的电压可按串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和的关系得到.即U2=UU1=7 V-4 V=3 V.
当S闭合时,L2被短路,即电流经L1后,不再经L2,直接回到电源的负极,因此L2两端的电压U2=0,电压表的示数U1′=U=7 V.
←注意开关S闭合时L2被短路.
2.如图6-2-10所示,电源电压为6 V,当开关S闭合时,电压表示数为2 V,L1两端电压是      V,L2两端电压是      V.当开关S断开时,电压表的示数为      V.
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图6-2-10
答案:4  2  6
解析:分析电路可知,当开关S闭合时,灯L1、L2串联,电压表与灯L2并联,测出L2两端的电压U2为2 V,根据U=U1U2,得到L1两端的电压:U1=UU2=6V-2V=4 V.当开关S断开时,电压表与电源、灯L1串联在一起,相当于把电压表直接并联在电源的两端,所以电压表的示数为电源电压6 V.
←电源是提供电压的装置,而电灯是用电的装置.电压表并联在哪个用电器的两端,可以采用移动结点的方法.
3.图6-2-11甲是用电压表测量电压的实验电路图,电压表所用量程不明,电压表V1、V2的指针位置分别如图乙、丙所示.则电压表V1、V2的读数分别为      、      ,L2两端的电压为      .
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图6-2-11
答案:1.8 V  4 V  2.2 V
解析:分析电路可知,电压表V1并联在L1的两端,测的是L1的电压.电压表V2并联在电源的两端,测的是电源电压,所以V2的示数大于V1的示数,乙图中的电压值高于丙图中的电压值,所以乙图选用的量程是0~3V的,电压值为1.8V;甲图选用的量程是0~15V的,电压值为4 V.因此电源电压U=4 V,L1的电压U1=1.8 V,L2的电压U2=UU1=4V-1.8 V=
2.2 V.
←观察两个电压表测的分别是哪部分的电压,哪个电压高,再判断所选的量程.
4.三个相同的灯泡串联在电路中(如图6-2-12所示),S闭合时,V1的示数为24 V,V2的示数也为24 V,那么电源电压为(    )
A.24 V          B.48 V
C.12 V          D.36 V
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图6-2-12
答案:D
解析:三个灯泡相同,分得的电压是相同的,V1的示数为24 V,则判断出每个灯泡上面的电压为12 V,三个灯泡的总电压为36 V. 所以选项D是正确的.
←先观察电压表测的是哪部分的电压,然后应用串联电路电压间的关系解决.
5.把两个相同的灯泡串联接到由3节干电池串联成的电池组中.现要用学校实验室的电压表分别测量单个灯泡两端的电压和两个灯泡串联起来的总电压,电压表的量程应分别使用(    )
A.3 V,3 V
B.15 V,3 V
C.15 V,15 V
D.3 V,15 V
答案:D
解析:三节干电池串联总电压为4.5 V,两个相同的灯泡串联,每个灯泡分担的电压为2.25 V,所以测量单个灯泡两端的电压时,电压表的量程选择3 V的即可,而两个灯泡两端的总电压为电源电压4.5 V,故测量两个灯泡串联起来的总电压时,电压表的量程应使用15 V的.
←记住每节干电池的电压和干电池串联后的总电压与每节干电池电压间的关系,以及串联电路电压间的关系.
6.将电灯L1、L2串联,用电压表测出电灯L1两端的电压是8 V,电灯L1、L2串联的总电压是12 V,那么电灯L2两端的电压和两灯中电流的关系是(    )
A.12 V,I1I2
B.8 V,I1I2
C.4 V,I1=I2
D.16 V,I1=I2
答案:C
解析:根据串联电路电流间的关系:电流处处相等,可以排除A、B选项,再根据串联电路电压间的关系得到U2=UU1=12 V-8 V=4 V,所以选项C是正确的.
←综合考虑串联电路电压、电流间的关系.
7.如图6-2-13所示,开关S接1时,电压表的示数为4 V;开关S接2时,电压表的示数为2 V.则灯L1两端的电压是    V;L2两端的电压是    V;电源电压为    V.
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图6-2-13
答案:4  2  6
解析:开关S接1时,电压表并联在L1的两端,示数为4 V,则灯L1两端的电压是4 V,开关S接2时,电压表并联在L2的两端,示数为2 V,则灯L2两端的电压是2 V.灯L1与L2串联,根据串联电路电压间的关系,得到电源电压为U=U1U2=4 V+2 V=6 V.
←通过开关改变了电压表所测量的部分,电路中用电器的连接方式没有变
注意:实际操作中并不是这么简单,如果这样操作,电压表的指针偏转方向会出现什么问题?为什么?
8.在图6-2-14中
(1)将电灯L1、L2串联起来,用电压表测L1两端的电压,在图上画出连接方法.
(2)若用电压表测出电灯L1两端的电压是2 V,电源电压是6 V,那么电灯L2两端的电压是多大?
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图6-2-14
答案:(1)见图6-2-17所示  (2)4 V
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图6-2-17
解析:(1)略
(2)根据串联电路电压间的关系,得到:U2=UU1=6 V-2 V=4 V.
←连接电路时,先连其他电路,最后连接电压表.
9.某同学在探究串联电路电压间关系时设计了如图6-2-15所示的电路图,并通过改变电源电压取得了三组实验数据,其中第二次和第三次实验时电压表V1、V2的示数分别如图6-2-16所示.
<!--[if !vml]--><!--[endif]-->
图6-2-15
<!--[if !vml]--><!--[endif]-->
图6-2-16
(1)把电压表的示数填入表中空格处.
←注意三个电压表分别并联在哪部分电路的两端,测的就是哪部分的电压.
实验次数
电压表V1的示数
电压表V2的示数
电压表V3的示数
1
1 V
2 V
3 V
2
 
3 V
4.5 V
3
2 V
 
6 V
(2)分析表中的实验数据,得到的实验结论是:串联电路中                        .
答案:(1)1.5 V  4 V
(2)两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和
解析:(1)甲图选择了3 V的量程,指针指在1个大格、5个小格处,电压为1.5 V;乙图选择了15 V的量程,指针指在8个小格处,电压为4 V.
(3)三组数据间的关系是:3 V=1 V+2 V,4.5 V=1.5 V+3 V,6 V=
2 V+4 V,分析得到:V3的示数等于V1的示数加V2的示数,即L1、L2两端的总电压等于L1与L2两端的电压之和.

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