探究串联电路中电压的规律
总电压与各部分电压的关系
用电压表分别测量串联电路中各元件两端电压和总电压,比较它们之间的关系。
配套虚拟仿真:串联与并联电路
切换串并联接法,拖动滑片改变电阻,实时读取各支路电流、电压与灯泡亮度。
实验目的
- 学会正确连接电压表。
- 探究串联电路中电压的规律。
- 培养规范实验、多次测量的习惯。
实验原理
串联电路中电流处处相等,而总电压等于各部分电压之和:U = U₁ + U₂。
电压表必须并联在被测元件两端,电流从「+」接线柱流入、「−」接线柱流出,并注意量程选择。
关键公式 / 方程式
U = U₁ + U₂
实验器材
学生电源(或干电池组)
电压表
小灯泡 2 只(规格不同)
开关
导线若干
实验步骤
1
连接电路
把电源、开关、两只小灯泡连成串联电路,开关先处于断开状态。
2
测 L₁ 电压
把电压表并联在 L₁ 两端,选择合适的量程,闭合开关读取 U₁。
3
测 L₂ 电压
断开开关,把电压表改接到 L₂ 两端,闭合开关读取 U₂。
4
测总电压
断开开关,把电压表并联在电源两端,读出总电压 U。
5
换灯复测
换用不同规格的灯泡重复实验,避免因灯泡规格相同而得出偶然结论。
实验现象
U₁ 与 U₂ 的数值不同(灯泡规格不同),但两者之和总等于总电压 U。
换用不同灯泡后,U₁、U₂ 的分配随之变化,但 U₁ + U₂ = U 依然成立。
实验结论
结论
串联电路的总电压等于各部分电压之和,即 U = U₁ + U₂。串联电路中各元件两端的电压分配与元件电阻有关。
安全提示
请务必遵守以下安全要求
连接电路时开关必须断开,改接电路前先断开开关。
电压表量程选择要合适,先用大量程试触,避免超量程损坏表头。