内容正文:
第五节 测量电压
一、电压
1. 恰当运用“类比法”可深刻理解物理现象。如图4所示,我们可以将电路中 类比为水路中的水流,电路中 类比为水路中的水压,而抽水机在“水路”中的作用相当于电路中的 。
2. 电压——形成电流的原因
(1)作用:使电路中形成 ;
(2)单位:伏特,符号V;1 kV= V,1 V= mV;
(3)常见值:家庭电路电压 V,一节干电池电压 V,对人体安全电压 V。
3.关于电荷、电流、电压,下列说法中正确的为( )
A.电压的作用是在电路中产生自由电荷
B.电荷移动就产生电流
C.有电流通过的小灯泡其两端不一定有电压
D.电路中有电流时,肯定有电压
二、使用电压表测量电压
4. 使用电压表时,应预先估计被测量电压的大小,然后选用合适的量程。若不能预先估计,则应从电压表 (选填“较大”或“较小”)的量程起,并采用 法来判断被测量值是否大于电压表的量程。若连接好电路后,闭合开关,发现电压表的指针偏转如图所示,其原因可能是电压表的 。
第4题图 第5题图
5. 如图所示,图甲中电压表的分度值为 V,读数为 V;若使用前出现如图乙所示的情况,则原因是 。
6. 如图所示的电路中,闭合开关后,L1、L2正常发光。若将手中的两个导线夹接在灯泡L1两端,则出现的现象及其描述正确的是( )
A.L1被短接,只有L2发光
B.电源被短路,两灯泡都不发光
C.电压表能测量出L2两端的电压U2
D.L1和L2两端的电压之和等于3V
7. 下列能正确测量出L1两端电压的电路是( )
A B C D
三、串联电路和并联电路的电压特点
8.请用笔画线代替导线将图中的实物电路连接完整。(要求:灯泡L1和L2串联,电压表测量灯泡L2两端的电压,导线不能交叉)
9. 如图所示电路,请根据表盘读数回答下列问题:
(1)L1两端的电压U1是多大?
(2)L2两端的电压U2是多大?
(3)L1、L2串联的总电压U是多大?
(4)电源电压是多大?
10. 晓理在探究“串联电路中电压规律”实验时,设计了如图所示的电路。
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
电路两端的电压U/V
1.2
1.8
3.0
(1)根据电路图连接好电路,闭合开关后发现两灯都不亮,且电压表示数为电源电压,则故障可能是 ;
(2)排除故障后,晓理测量出L1两端的电压,然后将电压表与A点相连的导线直接换接在C点测量L2两端的电压。这种做法是否可行?答: ;
(3)正确完成实验后,晓理把实验数据记录在上表中。于是他立即由实验数据得出结论:串联电路两端的电压等于串联电路中各部分电路两端的电压之和。请你指出这个过程的不足之处,并说明理由。答: 。
11.如图所示的电路,将开关S闭合,灯L1和灯L2均发光,下列说法中正确的是( )
A.灯L1和灯L2串联
B.灯L1和灯L2两端的电压一定相等
C.通过灯L1的电流与通过灯L2的电流一定相等
D.通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
12. 如图所示,设电源电压保持不变,S1断开、S2闭合时,电压表读数为4.5V;S1闭合、S2断开时,电压表读数变为3V,请你求出灯泡L1和L2两端电压?
13. 如图所示电路,当开关闭合时,电压表V的示数为4V,电压表V1的示数为1V,电流表A的示数为0.5A。求:
(1)灯L2两端的电压是多少?
(2)通过灯L2的电流是多少?
14. 在“探究串联电路电压规律”实验中,小明连接了图甲的电路,A、B、C、D为接线柱编号,1、2、3、4为导线编号。
(1)为使结论具有普遍性,、应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是 ;
(3)修改电路并完成图甲实验后,小明断开开关,未拆下电压表,只改接某根导线的一端,也能测出总电压。他的改接方法是 。
15. 为探究“并联电路中电压的规律”,小明设计的实物电路如图所示;
(1)小华一眼看出小明连接的实物电路有误,并指出如果直接闭合开关将出现 现象,L1、L2都不会亮,还可能造成 损坏;
(2)小华只需要更改跟L1、L2的四个接线柱c、d、e、f相连的某根导线的一端,就可使电路连接正确。请在需要改动的导线上打“×”并改正;
(3)改正电路后,进行实验,小华记录的数据如表一所示,而另外一个小组中的小李同学测量记录的数据如表二所示;小华迅速指出,小李在实验中出现了错误;你认为小李的错误可能是 ,若表二是正确实验的数据,则得出c、d和e、f数据的原因是 。
表一
测量处
a、b
c、d
e、f
电压/V
2.6
2.6
2.6
表二
测量处
a、b
c、d
e、f
电压/V
2.6
1.3
1.3
16.(2023·四川自贡·中考真题)下列关于电压值的说法错误的是( )
A.一节干电池的电压是1.5V
B.电子手表内氧化银电池的电压是1.5V
C.我国家庭电路的电压是110V
D.对人体安全的电压不高于36V
17.(2023·吉林长春·中考真题)在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,这就是一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压,其现象如图所示。下列说法正确的是( )
A.铜片是电池正极 B.锌片是电池正极
C.盐水不导电 D.电压表正、负接线柱接反了
18.(2023·湖南怀化·中考真题)在图所示电路中,闭合开关后电压表的示数为2.5V,V的示数为4.5V,则电路的电源电压为 V,灯两端电压为 V。
19.(2023·黑龙江绥化·中考真题)定值电阻R1和R2并联在如图甲所示电路中,电流表的示数为0.5A,通过R1的电流为0.3A,则通过R2的电流为 A;再将R1和R2串联在如图乙所示电路中,电源电压为5V,电压表示数为3V,则R1两端的电压为 V。
20.(2023·吉林长春·中考真题)在“探究并联电路中电压的特点”实验中,电路如图甲所示:
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,请用笔画线代替导线将实物电路连接完整;
(3)闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,故障可能是 ;
(4)排除故障后,用电压表分别测量小灯泡L1、L2及电源两端的电压,电压表示数均如图乙所示,为 V。更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论:并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 。
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第五节 测量电压
一、电压
1. 恰当运用“类比法”可深刻理解物理现象。如图4所示,我们可以将电路中 类比为水路中的水流,电路中 类比为水路中的水压,而抽水机在“水路”中的作用相当于电路中的 。
【答案】 电流 电压 电源
【详解】水的定向移动形成水流,电荷的定向移动形成电流,通过这种相似性将无形的电流类比于有形的水流,理解就容易了。
水之所以能定向移动,是因为有水压,电荷之所以定向移动是因为有电压,因此将电压类比于水压就容易理解电压和电流之间的关系了。
水压时抽水机不断抽水形成水位差即产生水压,而电压则是由电源提供,所以抽水机在水路中的作用相当于电路中的电源。
2. 电压——形成电流的原因
(1)作用:使电路中形成 ;
(2)单位:伏特,符号V;1 kV= V,1 V= mV;
(3)常见值:家庭电路电压 V,一节干电池电压 V,对人体安全电压 V。
【答案】 电流 103 103 220 1.5 不高于36
【详解】(1)电路有持续电流的条件是电路中有电源以及电路是通路,因此有电源的电路中不一定有电流,电压是形成电流的原因。
(2)单位换算1kV=1×103V 1V=1×103mV
(3)我国家庭电路的电压为220V,对人体的安全电压应不高于36V,一节新干电池的电压是1.5V,我国工业用电的电压是380V。
3.关于电荷、电流、电压,下列说法中正确的为( )
A.电压的作用是在电路中产生自由电荷
B.电荷移动就产生电流
C.有电流通过的小灯泡其两端不一定有电压
D.电路中有电流时,肯定有电压
【答案】D
【详解】A.电压的作用是使自由电荷发生定向移动,从而电路中形成了电流,故A错误;
B.只有电荷的定向移动才能形成电流,故B错误;
CD.电路中有电流时,它两端一定有电压,但有电压,如果电路不是闭合回路,不会产生电流,故C错误,D正确。
故选D。
二、使用电压表测量电压
4. 使用电压表时,应预先估计被测量电压的大小,然后选用合适的量程。若不能预先估计,则应从电压表 (选填“较大”或“较小”)的量程起,并采用 法来判断被测量值是否大于电压表的量程。若连接好电路后,闭合开关,发现电压表的指针偏转如图所示,其原因可能是电压表的 。
【答案】 较大 试触 正负接线柱接反了
【详解】在使用电压表时,若不知被测电路中的电压值的大小,需要用大量程进行试触。
如图所示,闭合开关,电压表指针反向偏转,则原因可能是电压表的正负接线柱接反了。
5. 如图所示,图甲中电压表的分度值为 V,读数为 V;若使用前出现如图乙所示的情况,则原因是 。
【答案】 0.1 2.2 指针没有校零
【详解】如图,电压表选择的是0~3V量程,一大格表示1V,一大格分为十小格,一小格表示0.1V,所以它的分度值为0.1V,读数为2.2V。
使用前,电压表中没有电流通过,此时指针没有指在零刻度线上,是因为电压表指针没有校零。
6. 如图所示的电路中,闭合开关后,L1、L2正常发光。若将手中的两个导线夹接在灯泡L1两端,则出现的现象及其描述正确的是( )
A.L1被短接,只有L2发光
B.电源被短路,两灯泡都不发光
C.电压表能测量出L2两端的电压U2
D.L1和L2两端的电压之和等于3V
【答案】C
【详解】ABC.如图,两灯并联,右侧仪表为电压表,若将手中的两个导线夹接在灯泡L1两端,电压表测量的既是L2两端的电压U2,也是L1两端的电压U1,也是电源电压,故AB不正确,AB不符合题意,C正确,C符合题意;
D.电源为两节干电池串联,电源电压为3V,L1和L2两端的电压均为3V,这两个电压之和为6V,但是这两个电压相加没有意义,故D错误,D不符合题意。
故选C。
7. 下列能正确测量出L1两端电压的电路是( )
A B C D
【答案】B
【详解】A.当开关S闭合,两个灯泡串联,电压表测量电源电压,故A不符合题意;
B.当开关S闭合,两个灯泡串联,电压表测量Ll的电压,故B符合题意;
C.当开关S闭合,两个灯泡串联,电压表测量L2的电压,故C不符合题意;
D.当开关S闭合,两个灯泡串联,电压表测量Ll的电压,但电压表的正负接线柱接反了,故D不符合题意。
故选B。
三、串联电路和并联电路的电压特点
8.请用笔画线代替导线将图中的实物电路连接完整。(要求:灯泡L1和L2串联,电压表测量灯泡L2两端的电压,导线不能交叉)
【答案】见右图。
【详解】灯泡L1和L2串联,电压表测量L2两端电压,因电源电压为3V,故电压表选用小量程与L2并联,如图所示。
9. 如图所示电路,请根据表盘读数回答下列问题:
(1)L1两端的电压U1是多大?
(2)L2两端的电压U2是多大?
(3)L1、L2串联的总电压U是多大?
(4)电源电压是多大?
【答案】(1)1.3V;(2)1.7V;(3)3V;(4)3V
【详解】(1)(2)由图可知,V1、V2的量程都为0∼3V,分度值都为0.1V,示数分别为1.3V和1.7V,L1两端的电压U1是1.3V,L2两端的电压U2是1.7V。
(3)串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以L1、L2串联的总电压为
(4)电源电压为3V。
答:(1)L1两端的电压U1是1.3V;
(2)L2两端的电压U2是1.7V;
(3)L1、L2串联的总电压U是3V;
(4)电源电压是3V。
10. 晓理在探究“串联电路中电压规律”实验时,设计了如图所示的电路。
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
电路两端的电压U/V
1.2
1.8
3.0
(1)根据电路图连接好电路,闭合开关后发现两灯都不亮,且电压表示数为电源电压,则故障可能是 ;
(2)排除故障后,晓理测量出L1两端的电压,然后将电压表与A点相连的导线直接换接在C点测量L2两端的电压。这种做法是否可行?答: ;
(3)正确完成实验后,晓理把实验数据记录在上表中。于是他立即由实验数据得出结论:串联电路两端的电压等于串联电路中各部分电路两端的电压之和。请你指出这个过程的不足之处,并说明理由。答: 。
【答案】 L1断路 不可行 见解析
【详解】(1)根据电路图连接好电路,两灯串联,电压表测L1的电压,闭合开关后发现两灯都不亮,电路可能断路,且电压表示数为电源电压,电压表与电源连通,则故障可能是L1断路。
(2)电压表测出L1两端的电压时,与A相连的为电压表负接线柱,将电压表与A点相连的导线直接换接在C点测量L2两端的电压会使得电压表正负接线柱接反,故不可行。
(3)根据一组数据得出的结论有偶然性,为得出普遍性结论要更换不同规格灯泡或电源进行多次实验。
11.如图所示的电路,将开关S闭合,灯L1和灯L2均发光,下列说法中正确的是( )
A.灯L1和灯L2串联
B.灯L1和灯L2两端的电压一定相等
C.通过灯L1的电流与通过灯L2的电流一定相等
D.通过灯L1的电流大于通过灯L2的电流
【答案】B
【详解】A.开关闭合后,电路中有两条并列的电流路径,所以灯L1和灯L2并联,故A错误;
B.并联电路两端电压相等,L1和L2并联,灯L1和灯L2两端的电压一定相等,故B正确;
CD.L1和L2并联,但不知道两灯泡的规格;当两灯泡的规格不相同时,通过灯L1和灯L2的电流一定不相等;当两灯泡的规格相同时,通过灯L1和灯L2的电流一定相等,故CD错误。
故选B。
12. 如图所示,设电源电压保持不变,S1断开、S2闭合时,电压表读数为4.5V;S1闭合、S2断开时,电压表读数变为3V,请你求出灯泡L1和L2两端电压?
【答案】3V,1.5V
【详解】当S1断开、S2闭合时,两灯泡串联,电压表测电源的电压,则U=4.5V;当开关S1闭合、S2断开时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,则U1=3V;因为串联电路中总电压等于各分电压之和,则L2两端的电压
U2=U-U1=4.5V-3V=1.5V
答:灯泡L1和L2两端电压分别为3V和1.5V。
13. 如图所示电路,当开关闭合时,电压表V的示数为4V,电压表V1的示数为1V,电流表A的示数为0.5A。求:
(1)灯L2两端的电压是多少?
(2)通过灯L2的电流是多少?
【答案】(1)3V;(2)0.5A
【详解】(1)由电路图知,两灯泡L1、L2串联,电压表V测电源电压,电压表V1测灯泡L1两端的电压,电流表测电路中的电流,则电源电压U=4V
L1两端的电压U1=4V
因为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,所以L2两端的电压为
(2)因为串联电路中的电流处处相等,且电流表A的示数为0.5A,因此通过L2的电流为0.5A。
答:(1)L2两端的电压是3V;
(2)通过L2的电流是0.5A。
14. 在“探究串联电路电压规律”实验中,小明连接了图甲的电路,A、B、C、D为接线柱编号,1、2、3、4为导线编号。
(1)为使结论具有普遍性,、应选择规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡;
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,造成这种现象的原因是 ;
(3)修改电路并完成图甲实验后,小明断开开关,未拆下电压表,只改接某根导线的一端,也能测出总电压。他的改接方法是 。
【答案】 不同 电压表量程选大了 将3号导线从D接线柱改接到B接线柱或A接线柱
【详解】(1)为了使探究得出的结论具有普遍性,L1、L2应选择规格不相同的灯泡。
(2)闭合开关,电压表示数如图乙所示,指针偏转角度太小,说明电压表选用的量程过大了,测量误差较大。
(3)串联电路中,电源电压等于各部分电路两端电压之和,若能测出总电压,需要将电压表并接在两个灯泡两端,他的改接方法可以是:将3号导线从D接线柱改接到B接线柱或A接线柱。
15. 为探究“并联电路中电压的规律”,小明设计的实物电路如图所示;
(1)小华一眼看出小明连接的实物电路有误,并指出如果直接闭合开关将出现 现象,L1、L2都不会亮,还可能造成 损坏;
(2)小华只需要更改跟L1、L2的四个接线柱c、d、e、f相连的某根导线的一端,就可使电路连接正确。请在需要改动的导线上打“×”并改正;
(3)改正电路后,进行实验,小华记录的数据如表一所示,而另外一个小组中的小李同学测量记录的数据如表二所示;小华迅速指出,小李在实验中出现了错误;你认为小李的错误可能是 ,若表二是正确实验的数据,则得出c、d和e、f数据的原因是 。
表一
测量处
a、b
c、d
e、f
电压/V
2.6
2.6
2.6
表二
测量处
a、b
c、d
e、f
电压/V
2.6
1.3
1.3
【答案】 短路 电源 见下图 把小灯泡L1、L2接成了串联 实验中使用了相同规格的灯泡
【详解】(1)分析电路图可知,导线ce把两个小灯泡都短路了,所以直接闭合开关,会出现短路现象,电路中电流过大,会烧坏电源。
(2)只更改跟L1、L2的四个接线柱e、f、c、d相连的某根导线的一端,则将电源与灯泡L2左端相连的导线,由接线柱e改为接线柱f,如下图所示:
(3)根据ab之间的电压等于cd与ef之间的电压之和可知,这是串联电路的电压特点,所以错误是把小灯泡L1、L2接成了串联。
由表二c、d和e、f数据中可知,灯泡两端的电压相等,则实验中使用了相同规格的灯泡。
16.(2023·四川自贡·中考真题)下列关于电压值的说法错误的是( )
A.一节干电池的电压是1.5V
B.电子手表内氧化银电池的电压是1.5V
C.我国家庭电路的电压是110V
D.对人体安全的电压不高于36V
【答案】C
【详解】A.根据标准,一节新干电池电压为1.5V, 故A正确,不符合题意;
B.一只氧化银电池的电压是1.5V,故B正确,不符合题意;
C.我国家庭电路的电压是220V,故C错误,符合题意;
D.为保护人用电安全,对人体安全的电压不高于36V,故D正确,不符合题意。
故选C。
17.(2023·吉林长春·中考真题)在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,这就是一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压,其现象如图所示。下列说法正确的是( )
A.铜片是电池正极 B.锌片是电池正极
C.盐水不导电 D.电压表正、负接线柱接反了
【答案】A
【详解】AB.图中铜片与电压表的正接线柱连接,指针正向偏转,说明铜片是该盐水电池的正极、锌片是负极,故A正确,B错误;
C.盐水是盐的水溶液,容易导电,属于导体,故C错误;
D.图中指针正向偏转,正负接线柱接法正确,故D错误;
故选A。
18.(2023·湖南怀化·中考真题)在图所示电路中,闭合开关后电压表的示数为2.5V,V的示数为4.5V,则电路的电源电压为 V,灯两端电压为 V。
【答案】 4.5 2
【详解】由电路图知,两灯串联,电压表V测电源电压,V1测灯L1两端的电压,V2测灯L2两端的电压,所以电源电压为4.5V。
据串联电路的电压特点得,灯L2两端电压U2=U-U1=4.5V-2.5V=2V
19.(2023·黑龙江绥化·中考真题)定值电阻R1和R2并联在如图甲所示电路中,电流表的示数为0.5A,通过R1的电流为0.3A,则通过R2的电流为 A;再将R1和R2串联在如图乙所示电路中,电源电压为5V,电压表示数为3V,则R1两端的电压为 V。
【答案】 0.2 2
【详解】由图甲可知,电阻R1、R2并联,电流表测量干路电流。通过R1的电流为0.3A,根据并联电路电流特点可知,通过R2的电流为0.5A-0.3A=0.2A
由图乙可知,R1和R2串联,电压表测量R2两端的电压,根据串联电路电压规律可知,R1两端的电压为5V-3V=2V
20.(2023·吉林长春·中考真题)在“探究并联电路中电压的特点”实验中,电路如图甲所示:
(1)连接电路时开关应处于 状态;
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,请用笔画线代替导线将实物电路连接完整;
(3)闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,故障可能是 ;
(4)排除故障后,用电压表分别测量小灯泡L1、L2及电源两端的电压,电压表示数均如图乙所示,为 V。更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论:并联电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压 。
【答案】 断开 见下图 灯泡L2断路 3 相等
【详解】(1)连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)要用电压表测量小灯泡L1两端的电压,电压表和灯泡L1并联,如图所示:
(3)并联电路中各个支路互不影响,闭合开关,观察到小灯泡L1发光、L2不发光,可能灯泡L2断路。
(4)由图乙可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表的示数为3V。
更换不同规格的小灯泡多次测量,电压表的示数是3V,说明并联电路中各支路用电器两端的电压相等,都等于电源电压。
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