13.4电压和电压表的使用-2024-2025学年九年级物理上册步步为赢·课课练(苏科版)
2024-10-11
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内容正文:
苏 科 版 物 理 九 年 级 上 册
第十三章《电路初探》
13.4电压和电压表的使用
夯实基础
知识点一 电压
1.概念:电路中之所以有电流的形成是由于电路两端存在着电压,电压促使自由电荷定向移动形成电流,也就是说,电压是形成电流的原因。
之前我们把电流比作水流,水能流动是因为管道两端的水压不相同,也就是管道两端有压力差,水将从水压大的位置流向水压小的位置。为了方便理解,我们可以把电压类比为管道两端的压力差,有了电压,电流才能流动起来。就像图中的管道构成连通器,当阀门打开时,抽水机依靠不断地抽水才能维持着管道两端地压力差,电源也是通过消耗其他能量来维持正负极间有一定的电压。
2.电压的符号:U
3.单位:伏特V(国际单位)。千伏kV、毫伏mV。单位换算:1V=10-3kV=103mV
4.对电压的理解:
(1)电压是存在于两点之间的一个概念,因此,可以说某两点间的电压,某用电器两端的电压,但只说某点的电压或某用电器的电压是不规范的。
(2)纯导线两端的电压很小,可忽略。因此用导线直线相连的两点之间,电压为0。
(3)电源提供整个电路的电压,电源两端的电压也称为总电压。多节电池一起作为电源时,需要采用串联的方式,才能提高电路的总电压。
5.常见的电压:一节干电池1.5V;一节蓄电池2V;家庭电路220V;对人体安全的电压不高于36V。
注意:电池用久了,电压会降低。
趁热打铁:
例1.下列有关电压的说法中,正确的是( )
A.某电路中有电流,它的两端不一定有电压
B.某电路两端有电压,电路中一定有电流
C.一节干电池的电压为2V
D.电源是提供电压的装置,不同的电源提供的电压可能是相同的
知识点二 电压表
1.用途:测量电路中某两点间的电压。
2.电压表的结构
3.电压表的刻度及量程
电压表刻度盘共有30个宽度均匀的小格,每一小格表示的电压为量程的。
(1)量程一:0~3V,对应刻度盘下方的数字,分度值为3÷30=0.1V;
(2)量程二:0~15V,对应刻度盘上方的数字,分度值为15÷30=0.5V。
4.电压表使用注意事项:
(1)使用前要检查指针是否指零,如有偏差,要用螺丝刀旋转表盘上的调零旋钮,将指针调零。
(2)被测电压的大小不能超过电压表的量程,否则会烧坏电压表。
(3)在不确定被测电压大小范围时,一般先用大量程试触,如电压表示数在小量程范围内,再改用小量程,这样读数更为精确;如果大量程试触时指针满偏,则需更换更大量程的电压表。
(4)电压表测量的是自身两接线柱间的电压,需要测哪两点间的电压,就把电压表的正负接线柱接到那两点上,也就是说必须要把电压表接到测量对象的两端,使它们并联在电路中,同时注意使电压表的正接线柱与被测量对象电流进入的一端相连,使电压表的负接线柱与被测量对象电流流出的一端相连,简记为“正进负出”。
(5)电压表对电流的阻碍很大,近似于断路(通过它的电流很微弱),因此电路中可以把电压表直接连接到电源的两极测电源电压,不会烧坏电源。在分析电路串并联时,一般也把电压表当作断路处理,简化电路。
5.电压表测量对象的判断方法:
(1)观察法:观察电压表与哪部分电路构成并联关系,那么它测量的就是这部分电路两端的电压。
(2)闭环法:电压表与哪部分电路可构成闭环,那么它测量的就是这部分电路两端的电压。
举例说明:如图所示电路
①电压表V1与L1、L2构成闭环,所以V1测L1和L2串联的局部电路两端的电压。
②电压表V2与L2、L3构成闭环,所以V2测L2和L3串联的局部电路两端的电压。
(3)延伸法:将电压表两端的连接导线端点在导线上(不能跨过用电器、电压表)延伸,能延伸到哪部分电路两端,那么它测量的就是这部分电路两端的电压。
举例说明:如图所示电路
①S1、S3断开,S2闭合时,L1与L2串联,电压表V两端可延伸到L2两端,所以V测L2两端电压。
②S1、S3闭合,S2断开时,L1与L2并联,电压表V两端可延伸到L1、L2和电源两端,所以V测L1、L2和电源两端电压。
敲黑板:在电路中,电源是提供电压的,用电器是利用电压的,所以当判断出电压表测量的对象既包含电源又包含用电器时,那么此种情况电压表实际的测量对象是其余电路两端的电压。
举例说明:如图所示,由闭环法判断电压表测量的是电源与灯泡L2串联的这部分电路两端电压,但这两端也是L1的两端,电压表也可以和灯泡L1构成闭环,所以实际上电压表测量的是L1两端的电压。
原图 直观的测量对象包含电源和灯泡L2 实际测量对象是灯泡L1
6.电压表的读数:
(1)确定电压表所选量程和分度值。
(2)接通电路后,看看指针向右总共偏过多少小格。
(3)小格数乘分度值即为电压表读数。
(4)如果电压表的指针没有正对某一刻度,在两个刻度之间,这时指针靠近哪个值就读哪个值。
举例说明:
敲黑板:电压表大量程是小量程的5倍,如果两个电压表接入不同量程指针位置却相同,那么这两个电压表读数也是5倍关系。
7.电压表常见的非正常现象
现象
情形
开关闭合前,指针未指零
开关闭合后,指针向左偏
开关闭合前,指针未指零
开关闭合后,指针轻微偏转
开关闭合后,指针满偏
开关闭合后,指针无偏转
原因
指针未调零
“正”“负”接线柱接反了
指针未调零
量程选大了
量程选小了
①电压表连线断开
②电压表被短路
影响
测量结果偏小
指针弯曲,电压表损坏
测量结果偏大
读数误差大
烧坏电压表
电压表不工作
趁热打铁:
例2.在如图所示的电路图中,用电压表测量灯L1两端的电压,其中正确的是( )
A. B. C. D.
例3.如图所示电路中,甲、乙两处分别接入电流表或电压表。当S 闭合后,为使两灯均能发光,则()
A.甲接入电流表,乙接入电压表 B.甲、乙均接入电流表
C.甲、乙均接入电压表 D.甲接入电压表,乙接入电流表
例4.如图所示的电路中,当开关S闭合后,电压表测谁的电压( )
A.L1两端的电压 B.L2两端的电压
C.电源两端的电压 D.L2和电源两端的电压
例5.在一次用0~3V和0~15V两个量程的电压表测电压时,电压表的“-”接线柱已接入电路,在用0~15V 量程试触时,指针位置如图所示,则下一步操作中正确的是( )
A.接入电压表的c接线柱在读数
B.接入电压表的b接线柱在读数
C.断开开关,接入电压表的c接线柱,闭合开关读数
D.断开开关,接入电压表的b接线柱,闭合开关读数
知识点三 实验:探究串并联电路电压的特点
1.探究串联电路电压的特点
【实验目的】探究串联电路中各部分电压有什么关系
【实验器材】两种不同规格的灯泡各两个(L1、L2规格相同,L3、L4规格相同)、一个电压表,若干导线、两节干电池、一个开关
【实验设计】
(1)实验电路图如图所示:
(2)将其中一种相同规格的灯泡L1、L2与两节电池,开关用导线串联起来,把电压表并联在电路中的A、B两点之间,测出A、B之间的电压。然后,再用同样的方法测出B、C两点,A、C两点间的电压,将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
(3)将灯泡L2更换为另一种规格的灯泡L3,再次测量两次将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
(4)将L1也更换为另一种规格的灯泡L4,再次测量两次将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
各部分电压
实验序号
UAB
UBC
UAC
1
1.5V
1.5V
3.0V
2
1.0V
2.0V
3.0V
3
1.5V
1.5V
3.0V
【实验分析】灯泡规格相同时,,灯泡规格不同时,,但始终有。
【实验结论】在串联电路中,电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
【注意事项】
(1)连接实验电路时,开关应断开;电压表应并联在被测电路中;
(2)连接好电路后,要先用开关试触,观察电压表的指针偏转情况,确认无误后,再闭合开关,观察示数;
(3)读数时,要客观、精确,视线与刻度线垂直,读数完毕,断开开关,切断电源,整理好仪器;
(4)电压表的量程选择得过小,会使指针偏转过大,损坏电表;选择得过大,会使指针偏转过小,测量不准确;一般来说,选择的量程,应使指针偏转到刻度盘的之间。
2.探究并联电路电压的特点
【实验目的】探究并联电路两端的总电压跟各个支路两端电压有什么关系
【实验器材】三个不同规格的灯泡(L1、L2、L3)、若干导线、一个电压表、三节干电池、一个开关
【实验设计】
(1)实验电路图如图所示:
(2)将灯泡L1、L2与两节干电池,开关用导线并联起来,把电压表并联在灯泡L1所在支路两端的A、B两点之间,测出A、B间的电压。然后,再用同样的方法测出L2所在支路两端的C、D两点之间、电源两端的,将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
(3)将灯泡L1更换为灯泡L3,再测量一次,将测得的数据填入表格(数据仅供参考)。
(4)再增加一节干电池,再测量一次,将测得的数据填入表格(数据仅供参考)
各部分电压
实验序号
UAB
UCD
UEF
1
3.0V
3.0V
3.0V
2
3.0V
3.0V
3.0V
3
4.5V
4.5V
4.5V
【实验分析】更换不同的灯泡,改变电源电压,始终有。
【实验结论】在并联电路中,电路两端的总电压与各支路两端的电压相等。
敲黑板:1.在探究串、并联电路电压特点的实验中,选择不同规格的灯泡进行实验的目的是为了使结论具有普遍性。
2.两用电器两端的电压相等不一定是并联,两用电器两端的电压不相等一定是串联。
趁热打铁:
例6.在探究“串联电路电压的规律”实验中,电源是新的两节干电池:
(1)电压表的量程应该选用 V。本实验选用规格 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;
(2)连接电路的过程中应让开关 ,实验中如果将电压表串联进电路,闭合开关 (“会”、 “不会”)损坏电压表;
(3)①要用电压表测L2两端的电压,连接电路如图甲所示,如果此时闭合开关,观察到的现象是 (说出其中的 一个现象即可) ;②图中只有一根导线连错了,请你在连错的导线上划“×”。 并用笔画线表示导线将电路连接正确;
(4)改正电路后,电路图如下右图,闭合开关,如图乙所示,电压表的示数为 V,灯L₁两端的电压是 V;
(5)他们在测量 L2两端的电压时, 电压表示数突然变为0,则电路故障可能是灯 开路或灯 短路,如果此时观察到L1亮,则发生的故障是 。
例7.在“探究并联电路中的电压关系”实验中,实验电路如图甲所示。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择规格 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;
(2)连接好电路后闭合开关,小欢发现L1亮L2不亮,她用手按一下L2,两灯都亮,松开手仍然是L1亮L2不亮,则故障可能是 ;
(3)排除故障后,小欢将电压表接在L1两端,闭合开关,电压表示数如图乙所示,接下来他应该 ;
(4)小欢闭合开关,发现指针向“0”刻度的左侧偏转。则电压表连接存在的错误是 ;
(5)小欢按照正确步骤完成实验记录数据,通过这个实验,她得出的结论是 ;(请用给定的物理符号表示,小灯泡两端的电压及电源两端的电压分别为U1、U2、U)
(6)在该实验中,小刚测出了多组数据,其目的是 。
融会贯通
——打基础——
一、单选题
1.如图所示电路图中,能用电压表正确测出灯泡两端电压的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,闭合开关S后,小灯泡L1的亮度比L2的亮度大。则( )
A.L1和L2的连接方式是并联 B.电压表测量的是L1两端电压
C.通过L1的电流比通过L2的大 D.通过L1的电流比通过L2的小
3.如图甲所示的电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则灯和两端的电压分别为( )
A.6V 1.2V B.4.8V 1.2V C.1.2V 6V D.1.2V 4.8V
4.如图电源电压保持不变,开关S由闭合到断开,电压表和电流表读数的变化情况是( )
A.电压表变大,电流表不变 B.都变小
C.电压表变小,电流表不变 D.电压表不变,电流表变小
5.如图所示,其中甲、乙、丙是电压表或电流表,开关闭合后,如果L1、L2均能正常发光,则甲、乙、丙分别为( )
A.甲为电压表,乙为电流表,丙为电压表 B.甲为电流表,乙为电流表,丙为电压表
C.甲为电流表,乙为电流表,丙为电流表 D.甲为电压表,乙为电压表,丙为电流表
6.在研究电压、电流的特点时,经常用水压、水流相比,这种科学思维方法可以叫做( )
A.控制变量法 B.转换法
C.类比法 D.归纳法
7.如图所示,电压表的示数分别为U1、U2、U3,电流表的示数分别为I1、I2,则下列关系中正确的是( )
A.U1=U2=U3,I1=I2 B.U1=U2=U3,I1>I2
C.U1+U2=U3,I1=I2 D.U1=U2=U3,I1<I2
二、填空题
8.如图甲所示的电路中,开关S闭合后,V1、V2的示数分别如图乙所示,则L2两端的电压为 V,电源电压是 V。
9.如图的电路,要使灯L1、L2串联, a表是 表, b表是 表, c 表是 表。
10.如图所示,电源电压不变,若使电压表测量L1、L2串联后两端的总电压,则三个开关的闭合断开情况为 ;若使电压表测量L1、L2串联后L2两端的电压,则三个开关的闭合断开情况为 。
11.如图所示的电路中,电压表所用的量程有2个“0-3V”和“0-15V”,但两表选用的量程不明确,当开关S闭合后,V1和V2的指针偏转角度相同。则电压表V1用的量程是 V,电压表V2用的量程是 V,小灯泡L1与L2的两端电压之比U1:U2= 。
12.如图所示的电路中,闭合开关后,V1的示数是3V,V2的示数是5V。已知电源两端的电压是6V,那么L1两端的电压是___________,L2两端的电压是___________,L3两端的电压是___________。
13.如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关始终闭合。当开关断开时,电压表测 两端的电压(选填“”“”或“电源”);当开关由断开到闭合时,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
三、作图题
14.如图所示电路尚缺两个元件,请从小灯、电流表和电压表三个元件中选出两个元件,并将所选元件的符号填到电路的“○”中,使之成为正确的电路图。
15.在图中用笔画线代替导线连接实物电路;(要求:两灯串联,电压表只测量L2两端的电压,不考虑量程选择,导线不能交叉)
四、实验题
16.在探究“串联电路电压的规律”实验中:
(1)根据电路图甲,小明进行电路连接,当他连接好最后一根导线时两灯立即发光,小明实验过程中操作不当之处是 ,为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)闭合开关,若电压表示数为零,则电路故障可能是 或 ;若电压表有示数,两灯都不亮,则电路故障可能是 ;(假设故障只发生在L1或L2处)
(3)如果乙、丙两组的同学分别发现电压表出现了如图所示的现象,请你分析他们在实验时出现问题的原因。乙组: ;丙组: ;
(4)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,并改接到C接点上。小明用上面的方法 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,请说明理由: ;
(5)在该实验中要用电压表测灯L2两端的电压,连接电路如图丁所示。图中只有一根导线连错了,请你在连错的导线上画“×”;
(6)某小组测量完成后,记录了下表所示的数据,分析表格后同学们发现有一个数据记录错误,错误数据为 ,经过讨论他们发现错误的数据是由于电压表的量程读错引起的,纠正错误后,他们根据表格得出的结论是 。
实验小组
L1两端电压/V
L2两端电压/V
串联总电压/V
1
1.5
3.0
4.5
2
1.2
1.8
3.0
3
1.5
0.9
6.0
17.在“探究并联电路的电压规律”的实验中,小致同学设计了如图甲所示的电路。
(1)小致发现电压表的指针偏转如乙图,他认为是由于没有调零造成的。如果他判断是正确的,说明图乙的情景是发生在闭合开关之 ;
(2)解决上述问题后,小致测得的实验数据如表所示,由实验数据得出:在并联电路中 。由表中数据 (选填“能”或“不能”)判断出实验中选择的小灯泡的规格是不相同的。
Uab/V
Ucd/V
Uef/V
2
2
2
五、计算题
18.如图所示的电路,闭合开关,若电源电压为,电压表示数为,电压表示数为。
(1)灯与灯的连接方式是串联还是并联?
(2)、、两端的电压分别为多少?
——提能力——
1.如图所示电路,电源两端电压12V保持不变。下列说法中不正确的是( )
A.当开关S1闭合、S2断开,L2与L3串联,电压表V1测量L3两端电压,电压表V2测量L2两端电压
B.当开关S1闭合、S2断开,过了一段时间后,电流表示数突然增大,电压表V1变为12V、电压表V2示数变为0,则故障原因可能为L3断路
C.当开关S1、S2断开,三个小灯泡串联,若电压表V1示数为7V,电压表V2示数为9V,则小灯泡L1两端电压为4V
D.当开关S1断开、S2闭合,L1与L3串联,电压表V1示数为12V
2.在如图所示的电路中,电源电压不变,开关S闭合后,若电压表V1的示数为U1,电流表A1的示数为I1,则下列各种情况错误的是( )
A.若甲、丙是电流表,乙是电压表,则L1、L2并联,丙测量的是通过L1电流,U1=U乙,I1=I甲+I丙
B.若甲、丙是电压表,乙是电流表,则L1、L2串联,丙测量的是L2两端电压,I1=I乙
C.若甲、乙是电流表,丙是电压表,则灯L1不发光,I1=I甲=I乙
D.若乙、丙是电流表,甲是电压表,则灯L2不发光,U1=U甲
3.如图所示的电路图中,圆圈是电流表或电压表,各元件和各部分连接均完好,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.若两灯串联,则②为电流表,①③均为电压表,且①③示数相等
B.若①②为电流表,③为电压表,则①有示数,②无示数,③测电源电压
C.若②为电压表,①③均为电流表,则①的示数可能与③的示数相等
D.若①③为同种电表,②为另一种电表时,则两灯不能均发光
4.如图所示,电源电压不变,当开关S、S2闭合,S1、S3断开时,电压表V1、V2的示数分别为3V、5V;当开关S、S1、S2闭合时,电流表A3的示数为0.12A,电压表V2的示数为12V;当开关S、S1、S2、S3都闭合时,电流表A1、A2、A3的示数分别为0.30A、0.28A、0.42A。则下列说法正确的是( )
A.当开关S、S2闭合,S1、S3断开时,灯L1两端电压UL1=3V
B.当开关S、S1、S2闭合时,灯L1、L2、L3串联且通过L3的电流IL3=0.12A
C.当开关S、S1、S2、S3都闭合时,通过灯L1的电流IL1=0.14A
D.当S、S1、S3闭合时,电流表A3的示数为0.3A,电压表V2的示数为12V
5.如图所示电路,电源电压一定,开关闭合后,电压表 V1、V2的示数分别为14V和18V,已知灯 L1两端的电压与灯 L3两端的电压之比为3∶5,则灯L2两端的电压为 。
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苏 科 版 物 理 九 年 级 上 册
第十三章《电路初探》
13.4电压和电压表的使用
夯实基础
知识点一 电压
1.概念:电路中之所以有电流的形成是由于电路两端存在着电压,电压促使自由电荷定向移动形成电流,也就是说,电压是形成电流的原因。
之前我们把电流比作水流,水能流动是因为管道两端的水压不相同,也就是管道两端有压力差,水将从水压大的位置流向水压小的位置。为了方便理解,我们可以把电压类比为管道两端的压力差,有了电压,电流才能流动起来。就像图中的管道构成连通器,当阀门打开时,抽水机依靠不断地抽水才能维持着管道两端地压力差,电源也是通过消耗其他能量来维持正负极间有一定的电压。
2.电压的符号:U
3.单位:伏特V(国际单位)。千伏kV、毫伏mV。单位换算:1V=10-3kV=103mV
4.对电压的理解:
(1)电压是存在于两点之间的一个概念,因此,可以说某两点间的电压,某用电器两端的电压,但只说某点的电压或某用电器的电压是不规范的。
(2)纯导线两端的电压很小,可忽略。因此用导线直线相连的两点之间,电压为0。
(3)电源提供整个电路的电压,电源两端的电压也称为总电压。多节电池一起作为电源时,需要采用串联的方式,才能提高电路的总电压。
5.常见的电压:一节干电池1.5V;一节蓄电池2V;家庭电路220V;对人体安全的电压不高于36V。
注意:电池用久了,电压会降低。
趁热打铁:
例1.下列有关电压的说法中,正确的是( )
A.某电路中有电流,它的两端不一定有电压
B.某电路两端有电压,电路中一定有电流
C.一节干电池的电压为2V
D.电源是提供电压的装置,不同的电源提供的电压可能是相同的
【答案】D
【详解】A.电压是产生电流的原因,所以电路中有电流就一定会有电压,故A错误;
B.电路中形成持续电流的条件是有电压且形成闭合回路,所以有电压不一定有电流,故B错误;
C.一节干电池的电压为1.5V,故C错误;
D.电源是提供电压的装置,不同的电源也可能提供相同的电压,比如四节新干电池组成的电源和三节新蓄电池组成的电源电压相等,故D正确。
故选D。
知识点二 电压表
1.用途:测量电路中某两点间的电压。
2.电压表的结构
3.电压表的刻度及量程
电压表刻度盘共有30个宽度均匀的小格,每一小格表示的电压为量程的。
(1)量程一:0~3V,对应刻度盘下方的数字,分度值为3÷30=0.1V;
(2)量程二:0~15V,对应刻度盘上方的数字,分度值为15÷30=0.5V。
4.电压表使用注意事项:
(1)使用前要检查指针是否指零,如有偏差,要用螺丝刀旋转表盘上的调零旋钮,将指针调零。
(2)被测电压的大小不能超过电压表的量程,否则会烧坏电压表。
(3)在不确定被测电压大小范围时,一般先用大量程试触,如电压表示数在小量程范围内,再改用小量程,这样读数更为精确;如果大量程试触时指针满偏,则需更换更大量程的电压表。
(4)电压表测量的是自身两接线柱间的电压,需要测哪两点间的电压,就把电压表的正负接线柱接到那两点上,也就是说必须要把电压表接到测量对象的两端,使它们并联在电路中,同时注意使电压表的正接线柱与被测量对象电流进入的一端相连,使电压表的负接线柱与被测量对象电流流出的一端相连,简记为“正进负出”。
(5)电压表对电流的阻碍很大,近似于断路(通过它的电流很微弱),因此电路中可以把电压表直接连接到电源的两极测电源电压,不会烧坏电源。在分析电路串并联时,一般也把电压表当作断路处理,简化电路。
5.电压表测量对象的判断方法:
(1)观察法:观察电压表与哪部分电路构成并联关系,那么它测量的就是这部分电路两端的电压。
(2)闭环法:电压表与哪部分电路可构成闭环,那么它测量的就是这部分电路两端的电压。
举例说明:如图所示电路
①电压表V1与L1、L2构成闭环,所以V1测L1和L2串联的局部电路两端的电压。
②电压表V2与L2、L3构成闭环,所以V2测L2和L3串联的局部电路两端的电压。
(3)延伸法:将电压表两端的连接导线端点在导线上(不能跨过用电器、电压表)延伸,能延伸到哪部分电路两端,那么它测量的就是这部分电路两端的电压。
举例说明:如图所示电路
①S1、S3断开,S2闭合时,L1与L2串联,电压表V两端可延伸到L2两端,所以V测L2两端电压。
②S1、S3闭合,S2断开时,L1与L2并联,电压表V两端可延伸到L1、L2和电源两端,所以V测L1、L2和电源两端电压。
敲黑板:在电路中,电源是提供电压的,用电器是利用电压的,所以当判断出电压表测量的对象既包含电源又包含用电器时,那么此种情况电压表实际的测量对象是其余电路两端的电压。
举例说明:如图所示,由闭环法判断电压表测量的是电源与灯泡L2串联的这部分电路两端电压,但这两端也是L1的两端,电压表也可以和灯泡L1构成闭环,所以实际上电压表测量的是L1两端的电压。
原图 直观的测量对象包含电源和灯泡L2 实际测量对象是灯泡L1
6.电压表的读数:
(1)确定电压表所选量程和分度值。
(2)接通电路后,看看指针向右总共偏过多少小格。
(3)小格数乘分度值即为电压表读数。
(4)如果电压表的指针没有正对某一刻度,在两个刻度之间,这时指针靠近哪个值就读哪个值。
举例说明:
敲黑板:电压表大量程是小量程的5倍,如果两个电压表接入不同量程指针位置却相同,那么这两个电压表读数也是5倍关系。
7.电压表常见的非正常现象
现象
情形
开关闭合前,指针未指零
开关闭合后,指针向左偏
开关闭合前,指针未指零
开关闭合后,指针轻微偏转
开关闭合后,指针满偏
开关闭合后,指针无偏转
原因
指针未调零
“正”“负”接线柱接反了
指针未调零
量程选大了
量程选小了
①电压表连线断开
②电压表被短路
影响
测量结果偏小
指针弯曲,电压表损坏
测量结果偏大
读数误差大
烧坏电压表
电压表不工作
趁热打铁:
例2.在如图所示的电路图中,用电压表测量灯L1两端的电压,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】在使用电压表时要注意:电压表要和被测用电器并联;要让电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。
A.电压表串联在了电路中,接法错误,故A错误;
B.电压表并联在了L1灯两端,正负接线柱接法正确,故B正确;
C.电压表并联在了L1灯两端,但正负接线柱接反了,故C错误;
D.电压表并联在了L2灯两端,正负接线柱接法正确,但不是测量灯L1两端的电压,故D错误。
故选B。
例3.如图所示电路中,甲、乙两处分别接入电流表或电压表。当S 闭合后,为使两灯均能发光,则( )
A.甲接入电流表,乙接入电压表 B.甲、乙均接入电流表
C.甲、乙均接入电压表 D.甲接入电压表,乙接入电流表
【答案】A
【详解】A.甲接入电流表,乙接入电压表时,两灯泡并联,甲电流表测通过L2的电流,乙测电源的电压,两灯泡均能发光,故A符合题意;
B.甲、乙均接入电流表时,会造成电源短路,两灯泡不发光,故B不符合题意;
C.甲、乙均接入电压表时,L2断路,不能发光,故C不符合题意;
D.甲接入电压表,乙接入电流表时,L2短路,不能发光,故D不符合题意。
故选A。
例4.如图所示的电路中,当开关S闭合后,电压表测谁的电压( )
A.L1两端的电压 B.L2两端的电压
C.电源两端的电压 D.L2和电源两端的电压
【答案】B
【详解】由图知,当开关S闭合后,两个灯泡串联,电压表与灯泡L2并联,所以电压表测量L2两端的电压,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
例5.在一次用0~3V和0~15V两个量程的电压表测电压时,电压表的“-”接线柱已接入电路,在用0~15V 量程试触时,指针位置如图所示,则下一步操作中正确的是( )
A.接入电压表的c接线柱在读数
B.接入电压表的b接线柱在读数
C.断开开关,接入电压表的c接线柱,闭合开关读数
D.断开开关,接入电压表的b接线柱,闭合开关读数
【答案】D
【详解】由图得,选用0~15V 量程试触时,指针偏转角度很小,说明电压表选用量程较大,因此接下来应断开开关,接入电压表的b接线柱,将量程改为小量程,闭合开关读数,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
知识点三 实验:探究串并联电路电压的特点
1.探究串联电路电压的特点
【实验目的】探究串联电路中各部分电压有什么关系
【实验器材】两种不同规格的灯泡各两个(L1、L2规格相同,L3、L4规格相同)、一个电压表,若干导线、两节干电池、一个开关
【实验设计】
(1)实验电路图如图所示:
(2)将其中一种相同规格的灯泡L1、L2与两节电池,开关用导线串联起来,把电压表并联在电路中的A、B两点之间,测出A、B之间的电压。然后,再用同样的方法测出B、C两点,A、C两点间的电压,将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
(3)将灯泡L2更换为另一种规格的灯泡L3,再次测量两次将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
(4)将L1也更换为另一种规格的灯泡L4,再次测量两次将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
各部分电压
实验序号
UAB
UBC
UAC
1
1.5V
1.5V
3.0V
2
1.0V
2.0V
3.0V
3
1.5V
1.5V
3.0V
【实验分析】灯泡规格相同时,,灯泡规格不同时,,但始终有。
【实验结论】在串联电路中,电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
【注意事项】
(1)连接实验电路时,开关应断开;电压表应并联在被测电路中;
(2)连接好电路后,要先用开关试触,观察电压表的指针偏转情况,确认无误后,再闭合开关,观察示数;
(3)读数时,要客观、精确,视线与刻度线垂直,读数完毕,断开开关,切断电源,整理好仪器;
(4)电压表的量程选择得过小,会使指针偏转过大,损坏电表;选择得过大,会使指针偏转过小,测量不准确;一般来说,选择的量程,应使指针偏转到刻度盘的之间。
2.探究并联电路电压的特点
【实验目的】探究并联电路两端的总电压跟各个支路两端电压有什么关系
【实验器材】三个不同规格的灯泡(L1、L2、L3)、若干导线、一个电压表、三节干电池、一个开关
【实验设计】
(1)实验电路图如图所示:
(2)将灯泡L1、L2与两节干电池,开关用导线并联起来,把电压表并联在灯泡L1所在支路两端的A、B两点之间,测出A、B间的电压。然后,再用同样的方法测出L2所在支路两端的C、D两点之间、电源两端的,将测得的数据填入表格中(数据仅供参考)。
(3)将灯泡L1更换为灯泡L3,再测量一次,将测得的数据填入表格(数据仅供参考)。
(4)再增加一节干电池,再测量一次,将测得的数据填入表格(数据仅供参考)
各部分电压
实验序号
UAB
UCD
UEF
1
3.0V
3.0V
3.0V
2
3.0V
3.0V
3.0V
3
4.5V
4.5V
4.5V
【实验分析】更换不同的灯泡,改变电源电压,始终有。
【实验结论】在并联电路中,电路两端的总电压与各支路两端的电压相等。
敲黑板:1.在探究串、并联电路电压特点的实验中,选择不同规格的灯泡进行实验的目的是为了使结论具有普遍性。
2.两用电器两端的电压相等不一定是并联,两用电器两端的电压不相等一定是串联。
趁热打铁:
例6.在探究“串联电路电压的规律”实验中,电源是新的两节干电池:
(1)电压表的量程应该选用 V。本实验选用规格 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;
(2)连接电路的过程中应让开关 ,实验中如果将电压表串联进电路,闭合开关 (“会”、 “不会”)损坏电压表;
(3)①要用电压表测L2两端的电压,连接电路如图甲所示,如果此时闭合开关,观察到的现象是 (说出其中的 一个现象即可) ;②图中只有一根导线连错了,请你在连错的导线上划“×”。 并用笔画线表示导线将电路连接正确;
(4)改正电路后,电路图如下右图,闭合开关,如图乙所示,电压表的示数为 V,灯L₁两端的电压是 V;
(5)他们在测量 L2两端的电压时, 电压表示数突然变为0,则电路故障可能是灯 开路或灯 短路,如果此时观察到L1亮,则发生的故障是 。
【答案】(1) 0~3 不同 (2) 断开 不会
(3) L1不亮 (4) 1.2 1.8
(5) L1 L2 L2短路
【详解】(1)[1]由图可知:电压表串联在电源两端时,电压表测量的是电源电压;电源为两节干电池串联组成,则电源电压为3V,所以电压表的量程应该选用0~3V。
[2]为了使结论更具普遍性,应选用规格不同的小灯泡。
(2)[1]为保护电路,连接电路的过程中应让开关断开。
[2]电压表串联在电路中,由于电压表相当于开路,则电压表测量的是电源电压,电路中电流很小,不会损坏电压表。
(3)[1]如图甲所示的电路电压表与灯泡L1串联,再于L2并联,相当于L1所在支路断路,所以L1不亮、电压表示数为电源电压。
[2]要用电压表测L2两端的电压,应该与灯泡L2并联,如答案所示。
(4)[1]图乙中电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值是0.1V,指针指在1V后面第2个小格上,因此读数为
U2=1V+0.1V×2=1.2V
[2]根据串联电路电压的特点可知,灯泡L1两端的电压为
U1=U-U2=3V-1.2V=1.8V
(5)[1][2][3]电压表示数为零,说明L2两端没有电压,原因可能是电压表测量对象短路或测量对象之外部分断路,所以电路故障可能是由于L2短路或L1断路,若有一只灯亮,则说明没有出现断路,而是L2短路造成的。
例7.在“探究并联电路中的电压关系”实验中,实验电路如图甲所示。
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择规格 (选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;
(2)连接好电路后闭合开关,小欢发现L1亮L2不亮,她用手按一下L2,两灯都亮,松开手仍然是L1亮L2不亮,则故障可能是 ;
(3)排除故障后,小欢将电压表接在L1两端,闭合开关,电压表示数如图乙所示,接下来他应该 ;
(4)小欢闭合开关,发现指针向“0”刻度的左侧偏转。则电压表连接存在的错误是 ;
(5)小欢按照正确步骤完成实验记录数据,通过这个实验,她得出的结论是 ;(请用给定的物理符号表示,小灯泡两端的电压及电源两端的电压分别为U1、U2、U)
(6)在该实验中,小刚测出了多组数据,其目的是 。
【答案】(1)不相同 (2)L2与灯座接触不良导致断路
(3)断开开关,电压表换用0~3V的量程 (4)电压表的正负接线柱接反了
(5) (6)排除偶然性,得出普遍规律
【详解】(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,应该先选择规格不相同灯泡。
(2)闭合开关,L1亮L2不亮,电路故障不会是短路,可能为断路,按下L2两灯都亮,松开手仍然是L1亮L2不亮,说明故障不在L1,可能是L2断路。
(3)由图可知,电压表选择的是大量程,示数为2V,电压表示数小于小量程3V,说明选用的量程过大,所以断开开关,将电压表换用0~3V的量程。
(4)闭合开关后,发现电压表指针向“0”刻度的左侧偏转,说明电压表的正负接线柱接反了。
(5)并联电路电压规律是
(6)本实验的目的是探究“并联电路中的电压关系”,测量多组数据,其目的是为了排除偶然性,得到普遍规律。
融会贯通
——打基础——
一、单选题
1.如图所示电路图中,能用电压表正确测出灯泡两端电压的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.由图可知,L1、L2串联,电压表并联在电源两端,闭合开关S,电压表测电源电压,故A不符合题意;
B.由图可知,L1、L2串联,电压表并联在L1两端,电压表接线柱连接正确,闭合开关S,电压表测L1两端的电压,故B符合题意;
C.由图可知,L1、L2串联,电压表并联在L2两端,电压表接线柱连接正确,闭合开关S,电压表测L2两端的电压,故C不符合题意;
D.由图可知,L1、L2串联,电压表并联在L1两端,电压表正负接线柱连接错误,不能测出电压,故D不符合题意。
故选B。
2.如图所示,闭合开关S后,小灯泡L1的亮度比L2的亮度大。则( )
A.L1和L2的连接方式是并联 B.电压表测量的是L1两端电压
C.通过L1的电流比通过L2的大 D.通过L1的电流比通过L2的小
【答案】B
【详解】AB.由电路图可知,闭合开关S,L1与L2首尾相连,属于串联,电压表与灯泡L1并联所以测L1两端的电压,故A错误,B正确;
CD.在串联电路中,各处的电流是相同的,通过L1的电流比通过L2的电流相同,故CD错误。
故选B。
3.如图甲所示的电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则灯和两端的电压分别为( )
A.6V 1.2V B.4.8V 1.2V C.1.2V 6V D.1.2V 4.8V
【答案】D
【详解】如图两个灯泡串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端的电压,电压表V1的示数大于V2的示数,因此V1接大量程,分度值为0.5V,读数为6V;V2接小量程,分度值为0.1V,读数为1.2V;灯泡灯L1两端的电压为1.2V,灯L2两端的电压
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.如图电源电压保持不变,开关S由闭合到断开,电压表和电流表读数的变化情况是( )
A.电压表变大,电流表不变 B.都变小
C.电压表变小,电流表不变 D.电压表不变,电流表变小
【答案】D
【详解】由图可知,开关S闭合,两个灯泡并联,电流表测量干路中的电流,电压表测量电源电压,开关S断开,灯泡L2和电流表串联接入电路中,电压表测量电源电压,电流表测量通过灯泡L2的电流,电压表不变,由并联电路电流的规律可知电流表的示数变小。
故选D。
5.如图所示,其中甲、乙、丙是电压表或电流表,开关闭合后,如果L1、L2均能正常发光,则甲、乙、丙分别为( )
A.甲为电压表,乙为电流表,丙为电压表 B.甲为电流表,乙为电流表,丙为电压表
C.甲为电流表,乙为电流表,丙为电流表 D.甲为电压表,乙为电压表,丙为电流表
【答案】B
【详解】由下图可知,开关闭合后,分流点为A、合流点为B,电路为并联电路,甲表串联在电路中,为电流表,测量干路电流;乙表与L2串联,为电流表,测量通过L2的电流;丙表与L2并联,为电压表,测量并联支路两端的电压,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.在研究电压、电流的特点时,经常用水压、水流相比,这种科学思维方法可以叫做( )
A.控制变量法 B.转换法
C.类比法 D.归纳法
【答案】C
【详解】电压、电流特点与水压和水流相似来进行学习的思维特点,运用了类比的物理思想。
故选C。
7.如图所示,电压表的示数分别为U1、U2、U3,电流表的示数分别为I1、I2,则下列关系中正确的是( )
A.U1=U2=U3,I1=I2 B.U1=U2=U3,I1>I2
C.U1+U2=U3,I1=I2 D.U1=U2=U3,I1<I2
【答案】C
【详解】分析电路为L1和L2串联,电压表V1测L1两端电压,V2测L2两端电压,电压表V3测电源电压,根据串联电路中电流规律可知电流处处相等,即;串联电路电压规律为各用电器两端电压之和等于电源电压,即,故C正确,ABD错误。
故选C。
二、填空题
8.如图甲所示的电路中,开关S闭合后,V1、V2的示数分别如图乙所示,则L2两端的电压为 V,电源电压是 V。
【答案】 2.5 5.5
【详解】[1][2]由图甲所示电路可知,灯泡L1、L2串联,电压表V1测量串联电路两端的电压,即电源两端的电压,电压表V2测量灯泡L2两端的电压,根据串联分压可知,电压表V1的示数大于电压表V2的示数,由图乙可知,电压表V1指针偏转角度比电压表V2指针偏转角度小,所以电压表V1的量程是0~15V,分度值为0.5V,则示数为5.5V,测量的是L1、L2两端的电压之和,即电源电压U=5.5V,V2的量程是0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.5V,测量的是L2两端的电压U2=2.5V。
9.如图的电路,要使灯L1、L2串联, a表是 表, b表是 表, c 表是 表。
【答案】 电压 电流 电压
【详解】[1][2][3]如图,要使灯L1、L2串联,则电流从正极流出,通过开关,流经L1、L2,再流过b表,最后流回负极,这样电流就只有一条路径,构成了串联电路。所以b为电流表,a、c为电压表。
10.如图所示,电源电压不变,若使电压表测量L1、L2串联后两端的总电压,则三个开关的闭合断开情况为 ;若使电压表测量L1、L2串联后L2两端的电压,则三个开关的闭合断开情况为 。
【答案】 闭合S1、S2,断开S3 闭合S1、S3,断开S2
【详解】[1]由电路图可知,若使电压表测量L1、L2串联后两端的总电压,电压表应当并联在L1、L2串联后的电路两端,根据图中的开关位置可知应当闭合S1、S2,断开S3。
[2]若使电压表测量L1、L2串联后L2两端的电压,需要使电压表并联在L2两端,这样才能测量L2的电压,根据图中电压表及开关的位置可知应当闭合S1、S3,断开S2。
11.如图所示的电路中,电压表所用的量程有2个“0-3V”和“0-15V”,但两表选用的量程不明确,当开关S闭合后,V1和V2的指针偏转角度相同。则电压表V1用的量程是 V,电压表V2用的量程是 V,小灯泡L1与L2的两端电压之比U1:U2= 。
【答案】 0-15V 0-3V 4:1
【详解】[1] [2] [3] 由电路图可知,L1与L2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L2两端的电压;因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针偏转角度相同,所以V2使用0-3V量程,V1使用量程0-15V,电压表V1的示数是V2电压表示数的5倍,即电压表V1与电压表V2的示数之比5∶1,小灯泡L1与L2的两端电压之比
12.如图所示的电路中,闭合开关后,V1的示数是3V,V2的示数是5V。已知电源两端的电压是6V,那么L1两端的电压是___________,L2两端的电压是___________,L3两端的电压是___________。
【答案】 1V 2V 3V
【详解】[1]由电路图可知,三灯泡串联,电压表V1测L1和L2两端的电压之和,电压表V2测L2和L3两端的电压之和,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,L1两端的电压为
U1=U-UV2=6V-5V=1V
[2]L2两端的电压为
U2=UV1-U1=3V-1V=2V
[3]L3两端的电压为
U3=U-UV1=6V-3V=3V
13.如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关始终闭合。当开关断开时,电压表测 两端的电压(选填“”“”或“电源”);当开关由断开到闭合时,电压表的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 电源 不变
【详解】[1]图示中,开关S1闭合,S2断开时,电压表并联在电源两端,测电源电压。
[2]两个开关都闭合时,灯L2被短路,电路中只有L1工作,电压表测电源电压,S2由断开到闭合时,电压表测量的对象不变,示数不变。
三、作图题
14.如图所示电路尚缺两个元件,请从小灯、电流表和电压表三个元件中选出两个元件,并将所选元件的符号填到电路的“○”中,使之成为正确的电路图。
【答案】或或
【详解】在电路中,电流表用于测量电路中的电流,电流表内阻很小,通常与被测电路串联;而电压表用于测量电路两端的电压,通常与被测电路并联,这两种元件的选择对于构建一个功能完整的电路至关重要,所以要组成完整电路,若下方的“○”中填入电压表会造成电路断路,无法正常工作,若下方的“○”中填入灯泡,此时上方的“○”中填入电流表,则会造成上方灯泡短路,若上方的“○”中填入电压表,则两灯泡串联;若在下方的“○”中填入电流表,此时上方的的“○”中可填入灯泡或电压表。其中情况的电路图如答案所示。
15.在图中用笔画线代替导线连接实物电路;(要求:两灯串联,电压表只测量L2两端的电压,不考虑量程选择,导线不能交叉)
【答案】
【详解】根据题意要求,首先从电源正极出发,依次连接开关,灯L1、灯L2,然后回到电源负极,最后把电压表并在灯L2两端,注意正进负出,因为电源为两节干电池,因此电压表选用“0~3V”,如答案所示。
四、实验题
16.在探究“串联电路电压的规律”实验中:
(1)根据电路图甲,小明进行电路连接,当他连接好最后一根导线时两灯立即发光,小明实验过程中操作不当之处是 ,为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡;
(2)闭合开关,若电压表示数为零,则电路故障可能是 或 ;若电压表有示数,两灯都不亮,则电路故障可能是 ;(假设故障只发生在L1或L2处)
(3)如果乙、丙两组的同学分别发现电压表出现了如图所示的现象,请你分析他们在实验时出现问题的原因。乙组: ;丙组: ;
(4)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,并改接到C接点上。小明用上面的方法 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,请说明理由: ;
(5)在该实验中要用电压表测灯L2两端的电压,连接电路如图丁所示。图中只有一根导线连错了,请你在连错的导线上画“×”;
(6)某小组测量完成后,记录了下表所示的数据,分析表格后同学们发现有一个数据记录错误,错误数据为 ,经过讨论他们发现错误的数据是由于电压表的量程读错引起的,纠正错误后,他们根据表格得出的结论是 。
实验小组
L1两端电压/V
L2两端电压/V
串联总电压/V
1
1.5
3.0
4.5
2
1.2
1.8
3.0
3
1.5
0.9
6.0
【答案】(1) 连接电路时没有断开开关 不同
(2) L1短路 L2断路 L1断路
(3) 所用量程过大 电压表正负接线接反了
(4) 不能 电压表正负接线柱接反了
(5)
(6) 0.9V 串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和
【详解】(1)[1]根据电路图甲,小明进行电路连接,小明实验过程中操作不当之处是没有断开开关。
[2]实验中为了得到普遍规律,则L1、L2应该选择规格不同的小灯泡。
(2)[1]串联电路中,电压表示数为零,则故障可能是电压表所测用电器发生短路,变为导线;或电压表未测的用电器发生断路,导致电路无法构成通路,因此无示数,即L1短路或L2断路。
[2]若电压表有示数,两灯都不亮,电路中无电流,说明发生断路,电压表有示数,此时电压表串联接入电路,因此故障为L1断路。
(3)[1][2]如果乙、丙两组的同学分别发现电压表出现了如图所示的现象。乙组:偏转角度很小,说明量程选大了;丙组指针反向偏转,说明电压表正负接线柱接反了。
(4)[1][2]已测出L1两端的电压,与B相连的为电压表正接线柱;若将与A点相连的导线改接到C点,接的B接点不动,此时电压表正负接线接反了,因此不能测出L2两端电压。
(5)用电压表测量时,电压表应与待测电路并联,改正如答案所示。
(6)[1]分析表中前2组数据可知
第3组数据不满足这个规律,数据记录的数据是0.9V;根据电压表大小量程之比为5:1,即选用电压表大量程电流表的读数应为4.5V,因此错误的原因是读错量程。
[2]分析表格数据可得结论是:串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
17.在“探究并联电路的电压规律”的实验中,小致同学设计了如图甲所示的电路。
(1)小致发现电压表的指针偏转如乙图,他认为是由于没有调零造成的。如果他判断是正确的,说明图乙的情景是发生在闭合开关之 ;
(2)解决上述问题后,小致测得的实验数据如表所示,由实验数据得出:在并联电路中 。由表中数据 (选填“能”或“不能”)判断出实验中选择的小灯泡的规格是不相同的。
Uab/V
Ucd/V
Uef/V
2
2
2
【答案】(1)前 (2) 各支路两端的电压等于电源电压 不能
【详解】(1)闭合开关前,要先将电压表调零,所以若图乙中指针指在零刻度左侧是因为没有调零造成的,则图乙的情景是发生在闭合开关之前。
(2)[1]由表中数据可知,支路电压Uab和Ucd等于干路电压Uef,故可得:在并联电路中各支路两端的电压等于电源电压。
[2]因为在并联电路中支路两端的电压等于电源电压,而题中没有给出支路电流,所以不能判断灯泡的规格是否相同。
五、计算题
18.如图所示的电路,闭合开关,若电源电压为,电压表示数为,电压表示数为。
(1)灯与灯的连接方式是串联还是并联?
(2)、、两端的电压分别为多少?
【答案】(1)串联;(2)5V;2V;3V
【详解】解:(1)电压表电阻非常大相当于断路,由电路图可知,电流从电源正极流出,先后经过灯泡L1、L2、L3,再经过开关,最后流向电源负极,电路只有一条电流路径,故灯与灯的连接方式是串联。
(2)由电路图可知,电压表V1测量灯泡L1和L2两端的电压,为7V,即
U1+U2=7V
电压表V2测量灯泡L2和L3两端的电压,为5V,即
U2+U3=5V
已知电源电压为10V,可得
U1+U2+U3=10V
联立以上三式,可得U1=5V,U2=2V,U3=3V。
答:(1)灯L1与灯L2的连接方式是串联;
(2)L1两端的电压为5V,L2两端的电压为2V,L3两端的电压为3V。
——提能力——
1.如图所示电路,电源两端电压12V保持不变。下列说法中不正确的是( )
A.当开关S1闭合、S2断开,L2与L3串联,电压表V1测量L3两端电压,电压表V2测量L2两端电压
B.当开关S1闭合、S2断开,过了一段时间后,电流表示数突然增大,电压表V1变为12V、电压表V2示数变为0,则故障原因可能为L3断路
C.当开关S1、S2断开,三个小灯泡串联,若电压表V1示数为7V,电压表V2示数为9V,则小灯泡L1两端电压为4V
D.当开关S1断开、S2闭合,L1与L3串联,电压表V1示数为12V
【答案】B
【详解】AB.根据实物图可知,当开关S1闭合、S2断开,电流的路径只有一条,灯泡L1短路,L2与L3串联,电压表V1测量L3两端电压,电压表V2测量L2两端电压。过了一段时间后,电流表示数突然增大,电路中电阻变小,电路不可能是断路。电压表V1变为12V、电压表V2示数变为0,则故障原因可能为L2短路,故A正确,不符合题意;B错误,符合题意;
C.根据实物图可知,当开关S1、S2断开,三个小灯泡串联,电压表V1测L1与L3两端总电压为7V;电压表V2测L1与L2两端总电压为9V;则小灯泡L1两端电压为
U1=2U1+U2+U3-U=7V+9V-12V=4V
故C正确,不符合题意;
D.根据实物图可知,当开关S1断开、S2闭合,灯泡L2短路,L1与L3串联,电压表V1测电源电压,则V1示数为12V,故D正确,不符合题意。
故选B。
2.在如图所示的电路中,电源电压不变,开关S闭合后,若电压表V1的示数为U1,电流表A1的示数为I1,则下列各种情况错误的是( )
A.若甲、丙是电流表,乙是电压表,则L1、L2并联,丙测量的是通过L1电流,U1=U乙,I1=I甲+I丙
B.若甲、丙是电压表,乙是电流表,则L1、L2串联,丙测量的是L2两端电压,I1=I乙
C.若甲、乙是电流表,丙是电压表,则灯L1不发光,I1=I甲=I乙
D.若乙、丙是电流表,甲是电压表,则灯L2不发光,U1=U甲
【答案】C
【详解】A.若甲、丙是电流表,乙是电压表,则L1、L2并联,电流表A1接在干路中,丙与L1串联在支路中,丙测量的是通过L1的电流,根据并联电路的电压关系可知,U1=U乙,根据并联电路的电流关系可知,I1=I甲+I丙,故A正确,不符合题意;
B.若甲、丙是电压表,乙是电流表,L1、L2串联,丙测量的是L2两端的电压,甲测L1两端的电压,根据串联电路的电流关系可知,I1=I乙,故B正确,不符合题意;
C.若甲、乙是电流表,丙是电压表,L1被短路L1不发光,I1=I甲,I乙=0,故C错误,符合题意;
D.若乙、丙是电流表,甲是电压表,L2短路不发光,U1=U甲,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.如图所示的电路图中,圆圈是电流表或电压表,各元件和各部分连接均完好,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.若两灯串联,则②为电流表,①③均为电压表,且①③示数相等
B.若①②为电流表,③为电压表,则①有示数,②无示数,③测电源电压
C.若②为电压表,①③均为电流表,则①的示数可能与③的示数相等
D.若①③为同种电表,②为另一种电表时,则两灯不能均发光
【答案】B
【详解】A.若两灯串联,电流依次通过两灯泡,则②为电流表,①③均为电压表,①测量右边灯泡电压,③测量电源电压,所以①③示数不相等,故A错误;
B.若①②为电流表,③为电压表,右边灯泡与②被短路,电路化为左边灯泡的简单电路,则①有示数,②无示数,③测电源电压,故B正确;
C.若②为电压表,①③均为电流表,两灯泡并联,①测量干路电流,③测量右边灯泡电流。并联电路中,干路电流大于各支路电流,所以①的示数与③的示数不相等,故C错误;
D.若①③为电流表,②为电压表时,两灯并联;若①③为电压表,②为电流表时,两灯串联,则两灯均能发光,故D错误。
故选B。
4.如图所示,电源电压不变,当开关S、S2闭合,S1、S3断开时,电压表V1、V2的示数分别为3V、5V;当开关S、S1、S2闭合时,电流表A3的示数为0.12A,电压表V2的示数为12V;当开关S、S1、S2、S3都闭合时,电流表A1、A2、A3的示数分别为0.30A、0.28A、0.42A。则下列说法正确的是( )
A.当开关S、S2闭合,S1、S3断开时,灯L1两端电压UL1=3V
B.当开关S、S1、S2闭合时,灯L1、L2、L3串联且通过L3的电流IL3=0.12A
C.当开关S、S1、S2、S3都闭合时,通过灯L1的电流IL1=0.14A
D.当S、S1、S3闭合时,电流表A3的示数为0.3A,电压表V2的示数为12V
【答案】C
【详解】开关S、S2闭合,S1、S3断开时,电路等效为
电压表V1测量L2两端的电压,示数为3V;电压表V2测量L3两端的电压,示数为5V。
当开关S、S1、S2闭合时,L1和L2被短路,电路等效为
电流表A3的示数为0.12A,电压表V2的示数为12V,即电源电压为12V。
当开关S、S1、S2、S3都闭合时,灯L1、L2和L3并联,电流表测量干路电流,电流表A1测量灯L1和L2的总电流,电流表A2测量灯L2和L3的总电流。
当S、S1、S3闭合时,灯L1和灯L3并联,电流表A1测量灯L1的电流,电流表A2测量灯L3的电流,电流表A3测量灯L1和L3的总电流。
A.当开关S、S2闭合,S1、S3断开时,灯L1两端电压
故A错误;
B.当开关S、S1、S2闭合时,灯L1、L2被短路,电路为只有L3的简单电路,故B错误;
C.当开关S、S1、S2、S3都闭合时,通过灯L1的电流
通过灯L3的电流
故C正确;
D.当S、S1、S3闭合时,电流表A3的示数
电压表V2的示数等于电源电压为12V,故D错误。
故选C。
5.如图所示电路,电源电压一定,开关闭合后,电压表 V1、V2的示数分别为14V和18V,已知灯 L1两端的电压与灯 L3两端的电压之比为3∶5,则灯L2两端的电压为 。
【答案】8V
【详解】电压表V1测量L1、L2两灯串联的总电压,电压表V2测量L2、L3两灯串联的总电压,依据串联电路电压特点,有
将以上三式联联联立,解得:U2=8V,即灯L2两端的电压为8V。
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