第二節 探究串聯電路中電壓的規律
各組同學補充設計實驗電路和實驗數據表格。
[師]電壓表應該如何連接在電路中?
[生]電壓表應并聯在被測電壓的兩端。
[生]我們知道了,測電壓不能像測電流那樣將電流表接在某一點,測該點電流。應將電壓表并聯在被測電路的“兩”點間,測出來的是“兩”點間的電壓。
[師]很好!同學們進一步完善自己的設計方案后,可以進行實驗。建議大家在實驗中更換不同的小燈泡,進行重復測量,并在時間允許的情況下探究并聯電路中電壓的規律。
[進行實驗]
(學生分組實驗,教師巡視指導)
要求同學們注意儀器使用的規范性。特別是電壓表正、負接線柱連接正確,量程要選擇合適,讀數時要弄清分度值,讀數準確。原始數據的記錄要實事求是如實記錄,不許隨意改動。實驗中出現的問題要記錄下來,以便查找、分析原因。
[分析和論證]
[師]同學們認真分析你們測量出的數據。測量結果說明了什么?你得出了什么樣的結論?和你原來的猜想一致嗎?
[生]我們用的是兩只完全相同的小燈泡,測出每只小燈泡兩端的電壓相等,并且每只燈泡兩端電壓的和與測出的兩只燈泡的總電壓幾乎相等。
[生]我們用兩只不同的燈泡串聯,測出每只燈泡的電壓不同,但兩只小燈泡兩端電壓的和等于電源電壓。
[生]我們用的是三只差別較大的小燈泡,測出來每只燈泡的電壓都不同,但每兩只燈泡電壓的和都和直接測得的這兩只燈泡的總電壓相等,三只小燈泡電壓的和幾乎等于電源電壓。
[生]我們先用兩只小燈泡測,然后又換了兩只不同的小燈泡測。盡管測出的四只小燈泡的電壓都不一樣,但前一次測量的兩只小燈泡電壓的和與第二次測量的兩只小燈泡電壓的和幾乎相等,且都差不多等于電源電壓。
[生]做完串聯,我們還將兩只小燈泡并聯起來,分別測它們的電壓,結果電壓表指針指的是同一個位置。
[生]我們也測并聯了,相同的兩只小燈泡電壓相同,不同的兩只小燈泡電壓也相同。
[生]我們從兩只燈泡并聯開始,一直增加到四只小燈泡并聯,測出來的結果幾乎不變。
[生]我們在原來兩只小燈泡串聯的基礎上給其中的一只燈泡并聯了第三只小燈泡,結果并聯的兩只小燈泡兩端的電壓相等。
…
[師]同學們這種勇于探索的精神非常好,歸納大家的實驗,可以得到一般結論嗎?
[生]不管怎樣選擇燈泡,不論如何進行測量,盡管測出的數據不相同,但是有一個共同點就是同一個串聯電路中各個燈泡兩端電壓的和等于這幾個燈泡兩端的總電壓且等于電源電壓。
[生]通過實驗可以得到結論:
串聯電路中的總電壓等于各部分電路的電壓之和。
并聯電路中的總電壓,等于各個支路兩端的電壓,各支路電壓相等。
[師]同學們通過自己的努力和同伴的配合得出了串聯電路中電壓的規律,祝賀同學們得到了一個正確的結論。不過,對同學們來講獲得結論的過程更重要。請大家對自己的探究活動過程進行回顧,認真分析、思考在實驗過程中真正明白了哪些問題,還有什么新的發現?
[評估]
[生]我開始將電壓表連接錯了。現在我知道了,電壓表的正負接線柱必須連接正確,否則一接通電源,指針反偏,并且速度很快,很容易將電壓表指針打彎。
[生]電壓表的量程選擇也很重要。如果選擇的量程太大,指示值很小,幾乎不能讀數。如果選擇的量程太小,指針偏出了刻度盤外。