内容正文:
13.4 电压和电压表的使用
一、电压
1. 恰当运用“类比法”可深刻理解物理现象。如图所示,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. 在如图所示的遥控器电池盒中,应安装 节干电池,其正常工作电压为 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,一定有电压
二、 电压表
4. 在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,就是一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压(图),由图可知( )
A.锌片是正极 B.铜片是正极
C.铜片和锌片都可能是正极 D.用电压表无法区分正、负极
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. 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)
7. 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。
8. 下列能正确测量出L1两端电压的电路是( )
A B C D
三、串、并联电路的电压规律
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.在如图中,要使L1与L2串联,在“〇”处接入电流表或电压表,测量电路中的电流、L1两端的电压.以下做法正确的是( )
A.a为电流表,b为电流表 B.a为电压表,b为电流表
C.a为电流表,b为电压表 D.a为电压表,b为电压表
12. 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
13. 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。
14. 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?
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.(2024·四川内江·中考真题)我国家用电冰箱,正常工作时的电压为 V;电冰箱内的压缩机和灯都能够独立工作,互不影响,则压缩机和灯之间的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)。
17.(2024·贵州·中考真题)如图所示是未完成连接的实物电路,请在图中用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯串联,电压表测量小灯泡L2两端电压,导线不能交叉。
18. (2024·四川内江·中考真题)长短粗细都相同的铜导线和镍铬合金线,电阻分别为R1和R2,且R1<R2,将它们串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2;将它们并联在电路中,R1、R2两端的电压分别为U1和U2。则下列判断正确的是( )
A.I1=I2 B.I1>I2 C.U1>U2 D.U1<U2
19.(2024·广东·中考真题)探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于 状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端 (选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC。其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 ;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 。
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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13.4 电压和电压表的使用
一、电压
1. 恰当运用“类比法”可深刻理解物理现象。如图所示,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. 在如图所示的遥控器电池盒中,应安装 节干电池,其正常工作电压为 V。
【答案】 2 3
【详解】由图中电池盒形状可知,电池盒中应安装两节干电池;由于两节干电池是串联的,一节干电池的电压为1.5V,所以两节干电池串联电压为3V。
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,一定有电压
【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、 电压表
4. 在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,就是一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压(图),由图可知( )
A.锌片是正极 B.铜片是正极
C.铜片和锌片都可能是正极 D.用电压表无法区分正、负极
【答案】B
【详解】由图可知,电压表的选量程为0~3V,电池的电压为0.8V,与电压表正接线柱相连的为电池的正极,所以铜片是电池的正极,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
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. 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。
7. 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
8. 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、并联电路的电压规律
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.在如图中,要使L1与L2串联,在“〇”处接入电流表或电压表,测量电路中的电流、L1两端的电压.以下做法正确的是( )
A.a为电流表,b为电流表 B.a为电压表,b为电流表
C.a为电流表,b为电压表 D.a为电压表,b为电压表
【答案】B
【详解】由电路图知道,a表跟灯泡L1并联,所以a应为电压表;b表串联在电路中,所以b应为电流表,此时电流表测量电路中的电流,电压表测量L1两端的电压,故只有B符合题意。
12. 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。
13. 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
14. 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。
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.(2024·四川内江·中考真题)我国家用电冰箱,正常工作时的电压为 V;电冰箱内的压缩机和灯都能够独立工作,互不影响,则压缩机和灯之间的连接方式是 (选填“串联”或“并联”)。
【答案】 220 并联
【详解】我国家庭电路的电压为220V,故我国家用电冰箱正常工作时的电压为220V。
电冰箱内的压缩机和灯都能够独立工作,互不影响,则压缩机和灯是并联关系。
17.(2024·贵州·中考真题)如图所示是未完成连接的实物电路,请在图中用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:两灯串联,电压表测量小灯泡L2两端电压,导线不能交叉。
【答案】见右图。
【详解】用导线将两灯串联,电压表测量小灯泡L2两端电压,则电压表应与小灯泡L2并联,用导线将电压表负接线柱和小灯泡L2左接线柱相连。
18. (2024·四川内江·中考真题)长短粗细都相同的铜导线和镍铬合金线,电阻分别为R1和R2,且R1<R2,将它们串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2;将它们并联在电路中,R1、R2两端的电压分别为U1和U2。则下列判断正确的是( )
A.I1=I2 B.I1>I2 C.U1>U2 D.U1<U2
【答案】A
【详解】AB.将电阻R1和R2串联在电路中,通过的电流分别为I1和I2,因为串联电路的电流处处相等,所以I1=I2,故A正确,B错误;
CD.将R1和R2并联在电路中,R1、R2两端的电压分别为U1和U2,由并联电路电压规律知道
U1=U2,故CD错误。故选A。
19.(2024·广东·中考真题)探究串联电路中电压的规律;
(1)根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应处于 状态,正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端 (选填“有”或“无”)电压;
(3)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC。其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表;
实验次序
电压/V
电压/V
电压/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 ;
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 。
【答案】 见下图 断开 无 1.20 之和 更换电压不同的电源多次实验
【详解】(1)如图所示,电流从电池的正极出发,经过开关、灯泡L1、灯泡L2回到负极,故用一个导线将灯泡L2的右端接线柱和灯泡L1左端接线柱相连,故电路图如图所示:
(2)为了保护电路,开关需要断开;闭合开关,若灯L2断路,则没有电流灯泡L1,则L1两端无电压。
(3)电压表的示数如图丙所示,选择小量程,分度值为0.1V,故读数为1.20V。
①分析表格中的数据可知,
故结论为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以更换电压不同的电源多次实验,避免偶然性。
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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