初中 物理 分组实验 进阶难度 电压与电阻

探究串联电路中电压的规律

总电压与各部分电压的关系

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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。

打开仿真

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。

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