走進中考看電壓

劉學山

電壓是物理學中非常重要的物理量，是中考的重點，現舉例介紹其常見考查方式。

例（2020·貴州·安順）我們已經學習了串聯電路電壓的規律，那么串聯的各部分電路如何分配電源電壓呢？如圖，小明利用以下實驗器材進行實驗：阻值不同的定值電阻若干、電壓表、電壓為3 V的電源、開關及導線。請回答下列問題：

（1）如圖甲所示，小明將阻值為10 Ω和5 Ω的電阻分別接入電路中AB和CD兩位置，閉合開關，電壓表的示數如圖乙所示，則AB間的電壓為 V。比較兩電阻阻值和所分電壓值可得初步結論：串聯電路中，電阻值越大，其所分電壓 ? 。

（2）為了進一步探究電壓的分配規律，小明更換電阻完成了上表中2、3兩次實驗，觀察到每次實驗電壓表示數幾乎不變。分析實驗數據發現AB間和CD間的電壓之比與其對應電阻阻值之比相等，于是得出：“串聯電路中各部分電路按其阻值之比分配電源電壓”的結論。根據這一實驗過程得出的結論是否可信？ （填“可信”或“不可信”），你的理由是： ? ? ? ? ? ? ? ? 。

解析：（1）電壓表使用0～3 V量程，每一個大格代表1 V，每一個小格代表0.1 V，10 Ω電阻兩端的電壓是2 V，通過的電流為：I=U1/R1=2 V/10 Ω=0.2 A。由于串聯電路中電流處處相等，所以5 Ω電阻兩端的電壓為：U2=IR2=0.2 A × 5 Ω=1 V，所以串聯電路中，電阻值越大，其所分電壓越大。

（2）實驗過程中，三次實驗的電阻比都是2∶1，具有偶然性，應使每次實驗的電阻比值不同，才能得到普遍性結論，所以這一實驗過程得到的結論不可信。

答案：（1）2 越大 （2）不可信 要得到普遍性規律，每次實驗的電阻比值應不同

小結：（1）在串聯電路中，總電壓等于各串聯導體兩端電壓之和，即U總 = U1 + U2，且電壓之比等于電阻之比，即U1∶U2 = R1∶R2;在并聯電路中，總電壓與各支路兩端電壓相等，即U總 = U1 = U2。（2）電壓表的電阻很大，可以理想地認為是斷路，如果與之并聯的用電器發生斷路，則電壓表所分得的電壓幾乎等于電源電壓。