6.![]()
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实验数据记录表格。
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实验次数 |
电流(安) |
电压(伏) |
电阻(欧 |
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1 |
|
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R1= |
|
2 |
|
|
R2= |
|
3 |
|
|
R3= |
4.![]()
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7 电流、电压和电阻的关系
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学习目标
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1.能设计研究电流与电压、电阻之间关系的分步研究程序。
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2.理解滑动变阻器在电路中的控制作用。
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3.能从实验数据和结论中找出正比例、反比例关系。
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4.能从分步实验结论中总结出欧姆定律。
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5.学会用欧姆定律公式进行简单的计算。
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课堂学习设计
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[科学探究]
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[引入课题] 已经知道:
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(1)电压越大,对电路中的电流推动作用越大 ;
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(2)电阻越大,对电路中的电流阻碍作用越大 。
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[猜想] (1)电路中的电阻一定时,电压越大,电路中的电流越大;
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(2)电路中的电压一定时,电阻越大,电路中的电流越小。
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那么电路中的电流、电压、电阻这三个量之间究竟有什么数量关系呢?
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[探究思路]
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三个量之间的关系太复杂了,分两步研究可以使每一步只研究两个量之间的关系,这样就简单多了。
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[探究方法]
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1.保持 电阻 不变,改变
电压 ,研究电流与电压之间的关系。
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按图4-5l所示连接电路。闭合开关S,调节滑动变阻器R',使电阻R=5欧上的电压改变(成倍增加),并读出电流表、电压表的读数,并记入下表。
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R=5欧
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实验次数 |
电压(伏) |
电流(安) |
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1 |
1 |
|
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2 |
2 |
|
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3 |
3 |
|
|
4 |
4 |
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从上表得出结论1: 电阻不变时,电流跟电压成正比 , 即电压与电流的比值相等 。
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滑动变阻器R'在电路中起的作用是: 改变电阻,改变电路中的电流 , 改变电阻上的电压 。
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2.保持 电压 不变,改变 电阻 ,研究电流与电阻的关系。
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图4-51中电路,在A、B间更换定值电阻R,调节滑动变阻器R',使R两端的电压U=2伏,保持不变,测出电流值,并记入下表。
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U=2伏
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实验次数 |
电阻(欧 |
电流(安) |
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1 |
2 |
|
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2 |
4 |
|
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3 |
6 |
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4 |
8 |
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从上表得出结论2:电压不变时,电流跟电阻成反比, 即 电流与电阻的乘积相等 。
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德国物理学家 欧姆 ,用此方法研究了电流与电压、电阻的关系,总结结论1、结论2,得出了如下规律:导体中的电流,跟这段导体两端的电压成
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正比 ,跟这段导体的电阻成 反比 ,这个规律叫做 欧姆定律
。
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如果用U表示导体两端的电压,R表示这段导体的电阻,I表示通过导体的电流,则欧姆定律可表示成数学表达式 I=
,此公式可变形成
U=IR 、 R=
。公式中U的单位是 伏 ,I的单位是 安
,R的单位是 欧 。
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[典型例题解析]
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[欧姆定律的应用]
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欧姆定律是电学中的一个重要定律,可用于电路的设计和计算。
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[例1] 一只电灯泡正常工作时的灯丝电阻是484欧,如果电灯线路的电压是220伏,求灯丝中通过的电流。
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[解析] 已知灯丝电阻R=484欧
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灯丝两端的电压U=220伏
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根据欧姆定律:
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I=
=
=0.45安
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[答]
通过灯丝中的电流是0.45安。
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[例2] 一只家用电热水器工作时,电热丝的电阻是44欧,通过的电流是5安,求电热水器两端的电压。
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[解析] 已知R=44欧,I=5安
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根据欧姆定律I=![]()
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可得:U=IR=5安×44欧=220伏
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[答]
电热水器两端的电压是220伏。
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[例3] 一个定值电阻与一个滑动变阻器串联后接在电源上,用电压表测得定值电阻两端的电压是3伏,又用电流表测得通过定值电阻的电流是0.3安,求这个定值电阻的阻值。
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[解析] 已知U=3伏,I=0.3安
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根据欧姆定律I=![]()
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可得R=
=
=10欧
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[答]
这个定值电阻的阻值是10欧。
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[课内练习]
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1.为了研究电流、电压、电阻的关系,实验的
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电路图如图4-52所示,当电阻只不变时,得出的结论是 电流跟电压 成正比。
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当电压U不变时,得出的结论是 电流跟电阻 成反比。
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2.对同一导体来说,导体中的电流跟导体两端电压的关系是 ( A
)
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A.导体中的电流跟导体两端的电压成正比
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B.导体中的电流跟导体两端的电压成反比
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C.导体的电阻越大,导体中的电流和导体两端的电压也越大
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D.导体的电阻越大,导体中的电流和导体两端的电压就越小
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3.一盏白炽电灯,电阻为807欧,接在电压220伏的照明电路中,求通过这盏电灯的电流。
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[解]
已知R=807欧,U=220伏
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根据公式I=
=
=0.27安
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4.一只电阻R与电灯串联后接在电源上,用电压表测得电阻两端的电压是3伏,用电流表测得通过电灯L的电流是0.2安,求这只电阻R的阻值。
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[解]
已知U=3伏,IR=IL=0.2安
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根据公式I=
可得R=
==15欧
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[课时小结]
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重点:导体中电流、电压、电阻关系的研究方法,运用欧姆定律解决实际问题。
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难点:运用欧姆定律分析并解决实际问题。
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课外同步训练
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[基础过关]
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1.为了研究电流、电压、电阻三个量的关系,所采取的研究方法正确的是 ( B
)
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A.先使其中的两个量保持不变,研究另一个量的变化规律
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B.先使其中的一个量保持不变,研究另两个量的变化规律
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C.同时研究三个量的相互关系
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D.以上三种方法都可以
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2.关于导体中的电流跟电阻的关系,下列说法正确的是 ( C
)
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A.电流跟电阻成反比
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B.通过导体的电流跟导体的电阻成反比
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C.当电压不变时,导体中的电流跟导体的电阻成反比
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D.当电阻不变时,导体中的电压跟导体的电流成反比
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3.一只阻值为100欧的电阻接在电压为25伏的电源上,流过电阻的电流为 0.25 安;当电源电压减小5伏时,流过电阻的电流减小到 0.2
安。
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4.一只滑动变阻器允许接入电路中的电压最大为100伏,允许流过变阻器的最大电流1
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安,则滑动变阻器的最大电阻值为
100
欧。
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[深化提高]
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5.某导体两端的电压为220伏时,测得通过它的电流为0.1安,则该导体的电阻为 2200
欧。当通过它的电流变为0.5安时,则导体的电阻为 2200
欧。当该导体两端的
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电压变为0时,则导体的电阻为 2200 欧,通过它的电流为 0 安。
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6.一只电压表,它的表内电阻为5千欧,当量程为0-15伏时,它允许通过的最大电流为多大?如果通过此电压表的电流是2毫安,则电压表示数多大?
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[解]
已知R=5000欧,U1=15伏
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I2=2毫安=0.002安
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根据公式I=
可得
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I1=
=
=3×10-3安=3毫安
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U2=I2R=0.002安×5000欧=10伏
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7.一只灯泡正常发光时通过灯丝的电流为0.4安,灯丝的电阻为8.5欧。为使灯泡正常发光,需要在它两端加上多大的电压?
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[解]
已知I=0.4安,R=8.5欧
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根据公式I=
可得
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U=IR=0.4安×8.5欧=3.4伏
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8.如图4-53所示电路,灯L1、L2串联,灯L2的电阻为20欧,通过灯L1的电流为0.5安,电源电压为15伏,求灯L1的电阻R1大小和灯L1两端的电压U1大小。
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[解]
已知R2=20欧,I2=I1=0.5安,U
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=15伏
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根据公式I=
可得
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U2=I2R2=0.5安×20欧=10伏
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又U1=U-U2=15伏-10伏=5伏
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则R1=
=
=10欧
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第10课时
2.![]()
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在电路图4-46中,闭合开关S、S1、S2,用电压表分别测出灯L1支路、灯L2支路,电源两端干路的电压值U1、U2、U,填入下表:
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实验次数 |
电压表位置 |
电压(伏) |
|
1 |
灯L1两端 |
U1= |
|
2 |
灯L2两端 |
U2= |
|
3 |
电源两端 |
U= |
从表中可归纳得出结论: 总电压与各支路的电压相等 。
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[实验结论]
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根据实验结论可得。
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串联电路的电压特点: 总电压等于各灯两端电压之和 ,即U=
U1+U2 。
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并联电路的电压特点: 总电压等于各支路的电压 ,即U=
U1=U2 。
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[课时小结]
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串、并联电路特点对比表:
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物理量 |
符号 |
单位 |
测量仪器 |
电路 |
|
|
串联 |
并联 |
||||
|
电流 |
I |
安 |
电流表 |
I= I1= I2 |
I= I1+ I2 |
|
电压 |
U |
伏 |
电压表 |
U=U1+U2 |
U=U1=U2 |
课外同步训练
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[基础过关]
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1.用电压表测电路中灯L的电压值,应把电压表 ( B
)
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A.串联接入灯L两端
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B.并联接入灯L两端
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C. 串联、并联都可接入
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D.串联、并联都不能接入
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2,对于电流表、电压表测电源的电流和电压的说法中,正确的是 ( C
)
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A.电流表不可以直接接在电源两端
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B.电流表不可以接在电源两端
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C. 电压表可以直接接在电源两端
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D.以上说法都不对
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3.根据图4-47所示的电压表指针位置,如果接人0-3伏量程时,电压表示数为 2.7 伏。
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4.如图4-47所示,如果接入0-15伏量程时,电压表示数为 13.5 伏。
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[深化提高]
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5.如图4-48所示的电路中,闭合开关,灯L1两端的电压为1.5伏,灯L2两端的电压为2.0伏,则电源两端的电压是
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( C
)
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A.1.5伏 B.2伏 C.3.5伏 D.0.5伏
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6.图4-48中,如果电源电压为15伏,灯L1两端的电压为10伏,则灯L2两端的电压为 ( B
)
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A.25伏 B.5伏 C.15伏 D.10伏
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7.如图4-49所示闭合开关,用电压表测出灯L1两端的电压为3伏,则电源两端的电压是 ( A
)
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A.3伏
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B.0伏
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C. 6伏
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D. 因不知灯L2的电压,故无法知道
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8.如图4-50所示,闭合开关,电压表测出的电压是 ( B
)
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A.灯的电压
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B.灯L1的电压
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C. 电源电压
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D.灯L1、L2的电压
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第9课时
5.![]()
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画出两只电灯L1、L2并联的电路图4-46。
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[实验操作步骤]
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1.在图4-45中,闭合开关,用电压表分别测出灯L1、灯L2、及L1、L2串联后的电压值U1、U2、U,填入表中。
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实验次数 |
电压表位置 |
电压(伏) |
|
1 |
灯L1两端 |
U1= |
|
2 |
灯L2两端 |
U2= |
|
3 |
灯L1、L2串联 |
U= |
从表中可归纳得出结论: 总电压等于各灯两端电压之和 。
3.![]()
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用电压表分别测出干电池1节、2节串联、2节并联的电压值,并记录在下表中。
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|
电池(组) |
1节 |
2节串联 |
2节并联 |
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电压(伏) |
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