内容正文:
第四章 电路探秘
课时5 电压的测量
知识内容
重难点分析
1. 电压
2. 电压的测量
3. 串并联电路电压的规律
1. 电压及测量
2. 串并联电压的规律
一.电压:
1.电压的作用:电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因。类似于给电荷力的作用。
2.电源:给电路提供电压的装置
3.单位:国际上通常用字母U表示电压,电压的单位是伏特,简称伏,符号是V。
更大的单位还有千伏(kV ),更小的单位有毫伏(mV)和微伏(μV)。
1千伏=103伏,1伏=103毫伏,1毫伏= 103微伏
4.常见的电压值:
(1)人体心脏内外膜电压:U= 6×10-2V
(2)一节普通干电池的电压U= 1.5V
(3)一节蓄电池的电压U=2V
(4)汽车电源电压U=12V
(5)家庭照明电路的电压U= 220V
(6)工业用电电压U= 380V
(7)一般情况下,对人体的安全电压不高于36V( U≤36V)
(8)我国特高输电电压U= 106V
(9)闪电云层之间U=109V
二.电压的测量:
1.电压表
①作用:测量电路电压大小的仪器
②符号:
③电压表的实物与简化图
④电压表的量程和分度值:电流表有三个接线柱,“-”表示负接线柱,两个“+”接线柱(注意不是“+”极和“-”极)
使用“3”和“-”两个接线柱时,它的量程是0~3伏,最大可测3伏的电压,每个大格为1伏,每个小格为0.1伏,即分度值为0.1伏;
用“15”和“-”两个接线柱时,量程是0~15伏,最大可测15伏的电压,每个大格为5伏,每个小格为0.5伏,即分度值为0.5伏。同一刻度线,大量程数值是小量程数值的5倍
2.电压表的使用:
①使用前先进行机械调零。
②电压表必须与用电器并联后接入电路中时,应使电压从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,接反了之后会反转打弯指针。
③使用时可以把电压表直接接到电源两极上,测电源电压。
④电压表使用时需要选取合适的量程,量程过大读数不准确,量程过小损坏电压表,可以使用试触法选取
3.电压表的读数:
①观察电压表选取的量程,找到合适的分度值
②根据量程选取是0-3伏,还是0-15伏。当选用0-3伏时,每个小格就是0.1伏;选用0-15伏时,每个小格就是0.5伏。量后观察指针偏转的大格数和小格数。
三.串并联电路的电压规律
1.实验仪器:实验器材:两节干电池(或学生电源)两只不同规格的小灯泡、一个开关、 电压表、导线若干。
2.串联电路电压规律探究
①按电路图连接电路,用电压表分别测出U1,U2,U三段的电压大小,记录实验数据
②实验结论:对比实验数据,得出的结论是串联电路中各用电器电压和等于电源电压,即U=U1+U2
3.并联电路电流规律探究
①按电路图连接电路,用电压表分别测出U1,U2,U三点的电压大小,记录实验数据
②实验结论:对比实验数据,得出的结论是并联电路中,电压处处相等,即U=U1+U2
【例1】电压表有“0~3”伏和“0~15”伏两个量程,下列所述的选择原则正确的是( )
A.尽可能选用大一些的量程
B.尽可能选用小一些的量程
C.经触试后,被测电压不超过小的量程时,应选用小的量程
D.尽管选用的量程不同,但对测量结果毫无影响,所以,在不损坏电压表的前提下,量程可随意选择
【答案】C
【解析】实验室常用的电压表有两个量程,分别是0∼3V和0∼15V,它们分别对应的分度值为0.1V和0.5V.
选择时,在保证安全的前提下,为使读数更为准确,应尽量选择小的量程;在无法估测电压大小的情况下,可采用大量程先进行试触,如果被测电压不超过小的量程时,应该选择小量程测量。
故C正确.
【例2】一节新干电池的电压是 ( )
A.1.5 V B.15 V C.36 V D.220 V
【答案】A
【解析】一节新干电池的电压是1.5V;家庭电路电压是220V;不高于36V的电压是人体的安全电压。
【例3】关于电压,下列说法正确的是( )
A.电压是形成电流的条件之一 B.电压就是电的压力
C.有电源就一定有电压且有电流 D.有电压就一定能形成电流
【答案】A
【解析】A.电压和通路是形成电流的必要条件,所以,电压是形成电流的条件之一,故A符合题意;
B.电压是产生电流的原因,与压力不是同一个物理量,故B不符合题意;
C.有电源一定有电压,但电路不一定有电流,要有电流,还需要电路是通路,故C不符合题意;
D.有电压,同时电路是通路才能形成电流,故D不符合题意。
【例4】用电压表分别测量电路中两盏电灯的电压,结果它们两端的电压相等,判断两盏灯的连接方式是
A.一定是串联 B.一定是并联 C.串联、并联都有可能 D.以上说法都不对
【答案】C
【解析】因并联电路中各支路两端电压都相等,两灯电压相等,则两灯可能是并联的;若两灯串联,且他们规格相同(即电阻相等),根据串联电路分压规律可知,它们两端的电压也相等,所以它们也可能是串联的。故C符合题意。
【例5】某电路两端电压约2.5V,某同学使用电压表的“-”和“15”两个接线柱测量电路两端电压时,将会出现什么情况( )
A.指针不动 B.指针偏转较小,测量值误差较大
C.指针反向偏转 D.指针偏转超出范围,电压表将损坏
【答案】B
【解析】测量电压时,不要超过电压表的所用量程,电压小于或等于3V时,使用0-3V,会使测量结果更准确;电压大于3V,小于15V时,使用0-15V。电路两端电压在2.5V左右,应使用“-”和“3”两个接线柱测量电压,但将“-”和“15”两个接线柱接入了电路,会使指针偏转较小,造成测量值误差偏大。
一、选择题
1.某兴趣小组以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池,装置如下图。当电池工作时,下列说法不正确的是( )
A.铜片为水果电池正极 B.电压表的示数为0.4V
C.锌片为水果电池负极 D.电子从锌片经水果流向铜片
【答案】D
【解析】A、由图可知,电压表指针正常偏转,电压表正负接线柱连接正确,铜片连接电压表的正接线柱,即铜片为水果电池正极,选项正确;
B、由图可知,电压表选择0~3V量程,分度值为0.1v,电压表的示数为0.4V,选项正确;
C、由图可知,电压表指针正常偏转,电压表正负接线柱连接正确,锌片连接电压表的负接线柱,即锌片为水果电池负极,选项正确;
D、电子带负电,在电源内部,电流的方向是由锌片经水果流向铜片,则电子定向移动的方向是从铜片经水果流向锌片,选项错误;
故选D。
2.关于电流表和电压表的使用,下列说法错误的是( )
A.使用前都应检查指针是否指零
B.若有两个量程,一般都先用大量程“试触”
C.两表都不能将两接线柱直接接到电源的两极上
D.接入电路时,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出
【答案】C
【解析】A.电流表和电压表在使用前都应检查指针是否指零,故A正确,不符合题意;
B.为防止烧毁电表,若有两个量程,一般都先用大量程“试触”,故B正确,不符合题意;
C.电压表在不超过量程的情况下,可以直接接到电源两极上,故C错误,符合题意;
D.接入电路时,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,故D正确,不符合题意;
故选C。
3.小珠用如图甲所示电路探究“串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.7.5V、1.5V B.6V、1.5V C.1.5V、7.5V D.1.5V、6V
【答案】B
【解析】由图甲可知,电阻R1和电阻R2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量电阻R2两端电压,则电压表V1的示数应当比电压表V2的示数大,结合图乙,可知电压表V1的量程为0-15V,电压表V2的量程为0-3V,所以电源电压为7.5V,电阻R2两端的电压为1.5V,由串联电路的电压规律可得电阻R1两端的电压为 7.5V-1.5V=6V
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.小科同学取了一只完好的节日彩灯按如图连接电路进行实验,实验所用电源电压为7.5V,闭合开关,灯泡发光,电流表指针发生偏转(如图);下列说法正确的是( )
A.图中电流表此时的读数应该是0.11A
B.滑片若向右移动灯泡会变亮,电压表读数变大
C.由图可知,电压表测的是滑动变阻器两端电压
D.由图可知,滑动变阻器和彩灯并联,移动滑片不能改变电流表示数
【答案】B
【解析】A.由于灯泡正常发光时电流约0.2A,所以电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.12A,故A错误;
B.由图可知,滑动变阻器滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变小,则滑动变阻器两端电压变小,由串联分压特点可知,灯泡两端电压增大,所以灯泡会变亮,电压表读数变大,故B正确;
C.由图可知,电压表与灯泡并联,所以电压表测的是灯泡两端电压,故C错误;
D.由图可知,滑动变阻器和彩灯首位相连,所以滑动变阻器和彩灯串联,移动滑片能改变电流表示数,故D错误。
故选B。
5.在所示的电路图中,能用电压表正确测出L1两端电压的是( )
A.B.C. D.
【答案】A
【解析】A.由图可知,电压表与L1并联,测的是L1的两端电压,故A符合题意;
B.由图可知,电压表与L1和L2并联,测电源电压,且正负接线柱接法正确,故B不符合题意;
C.由图可知,电压表与L2并联,测的是L2的两端电压,故C不符合题意;
D.由图可知,电压表与L1并联,但电压表正负接线柱接反,故D不符合题意。
故选A。
6.某同学用如图所示电路图进行实验的时候,经检测发现导线cd间有断路,下列描述中正确的是( )
A.闭合开关,电压表有示数,电流表没有示数
B.闭合开关,电压表没有示数,电流表有示数
C.将电压表连接a位置的导线端试触d时,闭合开关电压表有示数
D.将导线分别并联在bc与bd端时,闭合开关所得到的电流值相同
【答案】A
【解析】AB.根据题意可知,cd间有断路,则电路中没有电流,所以电流表没有示数,电压表测量电源电压,cd间有断路不影响,所以电压表有示数,故A正确,B错误;
C.将电压表连接a位置的导线端试触d时,电压表测量导线的电压,闭合开关,电压表没有示数,故C错误;
D.将导线并联在bc时,电路仍然是断开的,电流表示数为0,将导线并联在bd端时,滑动变阻器被短路,电路中的电流变大,所以闭合开关所得到的电流值不相同,故D错误。
故选A。
7.图甲所示的电路中,闭合开关后电流表的示数如图乙所示。下列描述正确的是( )
A.灯泡L1与L2并联 B.电压表测L2两端的电压
C.通过L1、L2的电流相等 D.通过L1的电流为0.22A
【答案】C
【解析】AC.由图甲可知,电流从电源正极流出,依次经L1、L2后,再通过电流表、开关,回到电源的负极。因此灯泡L1与L2串联。由串联电路的电流特点可知,通过L1、L2的电流相等。故A错误,C正确;
B.电压表接在灯泡L1的两端,与灯泡L1并联,因此测灯泡L1两端的电压。故B错误;
D.由图乙可知,导线接在“0.6”接线柱上,因此电流表选择小量程,分度值为0.02A,读数为0.24A,所以通过L1的电流为0.24A。故D错误。
故选C。
8.如图所示,开关S闭合时,两电压表的指针位置相同,则电阻和两端的电压可能分别为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由图可知,电阻和串联,电压表V1测量电源电压;电压表V2测量两端电压;由串联分压可知,电压表V1的示数大于电压表V2的示数;又知两电压表的指针位置相同,说明电压表V1的示数与电压表V2的示数之比为5:1,串联电路中,电源电压等于各部分电路电压之和,则电阻和两端的电压之比为4:1,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.如图所示,保持电源电压不变,两只电表均完好,开关S闭合后,发现只有一只电表的指针发生偏转,若电路中只有一个灯泡出现了故障,则可能是( )
A.电压表指针发生偏转,灯泡L1短路 B.电流表指针发生偏转,灯泡L2断路
C.电压表指针发生偏转,灯泡L1断路 D.电流表指针发生偏转,灯泡L2短路
【答案】C
【解析】根据电路图可知,两灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量L1两端电压;由题知,开关S闭合后,只有一只电表的指针发生偏转。
A.当灯泡L1短路时,电压表被短路,示数变为零,指针不偏转,电路中的总电阻减小,电路中的电流增大,电流表的示数增大,指针偏转,故A不符合题意;
B.当灯泡L2断路时,电路断路,电流表和电压表的指针均不发生偏转,故B不符合题意;
C.当灯泡L1断路时,电路断路,电路中无电流,电流表不偏转,电压表串联在电路中测电源的电压,电压表指针发生偏转,故C符合题意;
D.当灯泡L2短路时,电路中的总电阻减小,电路中的电流增大,电流表的示数增大,指针偏转,此时电压表测量的是电源电压,电压表指针发生偏转,故D不符合题意。
故选C。
10.如图所示的电路,当开关S闭合后,两个小灯泡都发光,此时电压表V1、V2的示数分别为6V和2.5V。则有关小灯泡L1、L2两端电压的说法中,错误的是( )
A.L1两端的电压为2.5V B.电源电压为6V
C.L2两端的电压为2.5V D.L1、L2两端的总电压为6V
【答案】A
【解析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测灯L2两端的电压,所以L1、L2两端的总电压为6V,L2两端的电压为2.5V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以灯L1两端电压
故A错误,符合题意,BCD正确,不符合题意。
故选A。
11.下列关于图的说法正确的是( )
A.与串联 B.测电源电压 C.测两端电压 D.测端电压
【答案】AD
【解析】由图知,闭合开关,电流从正极出发,经、回到负极。所以两只电阻串联;电压表 并联在电源两端,所以测量电源电压;电压表并联在两端,所以测量两端电压;电压表并联在两端,所以测量两端电压,故AD正确,BC错误。
故选AD。
12.如图所示为小李同学在某次测量中连接的实物图,根据该实物图画出其电路图(如图所示),其中正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】 如图所示,闭合开关,两灯串联,V1测量L1两端电压,V2测量两灯总电压即电源电压。开关控制整个电路。
A.电压表V1测量L1两端的电压表,电压表V2测量电源两端的电压,但是开关不能控制电压表,故A错误;
B.电压表V1测量L1两端的电压表,电压表V2测量电源两端的电压,开关控制整个电路,故B正确;
C.电压表V1测量L1两端的电压表,电压表V2测量L2两端的电压,故C错误;
D.电压表V1测量测量电源两端的电压表,电压表V2测量L1两端的电压,故D错误。
故选B。
13.小明按下图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,两只规格相同的电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,造成这一现象的原因是( )
A.可能电路各处完好,V1和V2所选量程不相同,并且灯L1两端电压为10V
B.可能电路各处完好,V1和V2所选量程不相同,并且灯L2两端电压为8V
C.可能是电路出现故障,灯L1短路
D.可能是电路出现故障,灯L2短路
【答案】C
【解析】AB.电路完好时,两个灯泡串联,V1测的是电源电压,V2测的是L2两端电压,两表指针一样,说明V1选的是大量程,分度值是0.5V,电源两端电压为10V,L2选的是小量程,分度值是0.1V,L2两端的电压是2V,由串联电路电压的规律得到L1两端的电压 U1=U-U2=10V-2V=8V
故AB不符合题意;
C.若Ll短路,V2测的是电源电压,V1测的是电源电压,两表都有示数,并且相等,故C符合题意;
B.若L2短路,V1测量电源电压,V2示数为零,故D不符合题意。
故选C。
14.如图所示,a、b、c表示的是电压表或电流表,当K1、K2都闭合时,下列正确说法正确的是( )
A.a、b、c都是电流表 B.a、b、c都是电压表
C.a、b是电压表,而c是电流表 D.b、c是电流表,而a是电压表
【答案】D
【解析】抛开电表不去分析,当开关都闭合时,要想使R1、R2都正常工作,那这个电路就是一个由R1、R2组成的并联电路。此时,a与R1并联,应该是电压表;b串联在干路中,只能是电流表;c与R2串联,也只能是电流表。因此,只有D符合题意。
故选D。
15.用如图所示电路探究串联电路的电压规律,下列说法正确的是( )
A.电压表不能直接测量电源电压
B.改变两个小灯泡的规格,重复实验,是为了减小实验误差
C.实验得到的结论为:串联电路电压处处相等
D.若测量L1两端电压,需将电压表并联在A、B两点间,且电压表正接线柱接A点
【答案】D
【解析】A.电压表可以直接并联在电源两端,测量电源电压,故A错误。
B.多次测量的目的是使结论具有普遍性,避免偶然性,不是减小误差,故B错误。
C.本实验的结论为:在串联电路中,电源电压等于各部分电路两端电压之和,故C错误。
D.若测量L1两端电压,需将电压表并联在A、B两点间,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,所以电压表正接线柱接A点,故D正确。
故选D。
16.在研究“电流与电压关系”的实验中,某电表示数如图,则该电表的读数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】该电表为电压表,使用的是0~3V量程,分度值为0.1V,则其示数为2V。
故选B。
17.在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,李芳连接好的电路如图所示。闭合开关,发现电流表、电压表均有示数:调节滑动变阻器,电流表、电压表示数都不变化。李芳连接的电路有不妥之处,改正的方法是( )
A.将导线K的a端移至接线柱A B.将导线L的b端移至接线柱B
C.将导线L的b端移至接线柱D D.将导线M的c端移至接线柱B
【答案】D
【解析】A.将导线K的a端移至接线柱A时,滑动变阻器可以改变用电器两端的电压,但电压表测电源的电压示数不变,不能进行实验探究,故A不可行。
B.将导线L的b端移至接线柱B时,滑动变阻器可以改变用电器两端的电压,但电压表测电源的电压示数不变,不能进行实验探究,故B不可行。
C.将导线L的b端移至接线柱D时,滑动变阻器被断路,不能改变用电器两端的电压,无法进行实验探究,故C不可行。
D.将导线M的c端移至接线柱B时,电压表测用电器两端的电压,通过移动滑片可以改变用电器两端的电压,进行实验探究,故D可行。
故选D。
【点评】本题考查了滑动变阻器和电压表的使用,关键是知道改正后的电路滑动变阻器应可以改变用电器的电压、电压表测用电器两端的电压.
18.如图所示,能正确地测出小灯泡L1两端电压的电路是( )
A.B.C. D.
【答案】D
【解析】A.由图示电路图可知,电压表正负接线柱接反了,不能测出小灯泡L1两端电压,故A不符合题意;
B.由图示电路图可知,电压表测量的是两灯泡串联总电压,测量的是电源电压,不能测出小灯泡L1两端电压,故B不符合题意;
C.由图示电路图可知,电压表与小灯泡L2并联,测量的是小灯泡L2两端电压,不能测出小灯泡L1两端电压,故C不符合题意;
D.由图示电路图可知,电压表并联在小灯泡L1两端,测小灯泡L1两端电压,故D符合题意;
故选D。
19.如图所示的电路,下列判断正确的是( )
A.若电表甲、乙都是电流表,开关S断开,电路断路
B.若电表甲、乙都是电压表,开关S闭合,灯L1、L2并联
C.若电表甲是电流表、乙是电压表,开关S闭合,灯L1、L2都发光
D.若电表甲是电压表、乙是电流表,开关S由断开到闭合,甲表示数不变
【答案】D
【解析】A.如下图所示,若电表甲、乙都是电流表,开关S断开,两个灯泡被短路,电路中有电流存在,肯定不是断路,故A错误;
B.如下图所示,若电表甲、乙都是电压表,开关S闭合,则只有灯L1能正常发光;由于L2与电压表乙串联,所以不能正常工作,二者不是并联,故B错误;
C.如下图所示,若电表甲是电流表、乙是电压表,开关S闭合,灯L1能正常发光;L2被甲电流表短路,不能工作,故C错误;
D.如下图所示,若电表甲是电压表、乙是电流表,开关S断开时,两个灯泡都不能工作,此时加电压表测电源电压;当开关S闭合时,两个灯泡并联,电压表仍然则电源电压,所以开关S由断开到闭合时,甲表示数保持不变,故D正确。
故选D。
20.如图所示的电路,电源电压不变。闭合开关S后,灯L1和L2均发光,过了一段时间,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,则发生的故障可能是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
【答案】B
【解析】A.灯L1短路,则电压表与导线并联,则电压表被短路,电压表无示数,故A不符合题意;
B.灯L1断路,则电压表直接测电源电压,并且示数不变,L2支路不受影响,故电流表示数不变,故B符合题意;
C.灯L2短路,则电流表直接与电源两极相连,会损坏,故C不符合题意;
D.灯L2断路,则电流表被断路,电流表无示数,故D不符合题意。
故选B。
21.如图所示,在“探究串联电路中电压的规律”时,小雨同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=3V,Ubc=3V,Uac=6V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.整理器材,分析数据,得出结论 B.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
C.改变电源电压,再测出几组电压值 D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
【答案】D
【解析】试题分析:对于探索规律的实验,要多做几次才能排除偶然性,得到普遍的结论。图示实验中由于使用了规格相同的小灯泡,所以二者分得的电压相等,应再换用几组不同规格的小灯泡测量,即可排除“串联电路各用电器两端电压相等”的错误结论。
考点:实验探究方法
22.如图所示电路中,甲、乙两处分别接入电流表及成电压表。当开关S闭合后,为使两灯串联,则应( )
A.甲接电流表,乙接电压表 B.甲、乙均接电流表
C.甲、乙均接电压表 D.甲接电压表,乙接电流
【答案】C
【解析】据题意可知,使两灯串联,即电流只有一条电流的路径,所以应该是电流从电源正极出发,经过左边的灯泡、右边的灯泡、开关回到负极,所以电流既不能走甲所在的路径,也不能走乙所在的路径,所以两个表都是电压表。故C正确,ABD错误。
23.下面关于电压表使用不正确的是( )
A.电流应从“+”接线柱流进,“﹣”接线柱流出 B.电压表可以直接接到电源两极
C.电压表要与用电器串联接入电路 D.必须正确选择电压表量程
【答案】C
【解析】A.电压表接入电路时,注意电流必须从“+”接线柱流入,“−”接线柱流出,故选项A正确,不符合题意;
B.电压表可以用来直接测量电源电压,故选项B正确,不符合题意;
C.电压表测量电压时,必须与被测电路并联,故选项C错误,符合题意;
D.电压表在使用时,必须正确选择电压表量程,使被测电压不会超过其量程,故选项D正确,不符合题意。
二、探究题
24.我们已经学习了串联电路电压的规律,那么串联的各部分电路是如何分配电源电压呢?小科利用以下器材进行实验:阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。
(1)连接电路时,应将开关处于 状态;(选填“断开”或“闭合”)
(2)比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论:串联电路中,电阻值越大,其所分到的电压 ;
(3)小科分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等,于是得出:“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。其他同学认为根据这一实验过程得出的上述结论可信度不高,他们的理由是 。
实验次数
AB间电阻/Ω
CD间电阻/Ω
电压表示数/V
1
10
5
2
2
20
10
2
3
30
15
2
【答案】(1)断开
(2)越大
(3)要得到普遍规律,实验中每次实验的电阻比值应不同
【解析】(1)连接电路时,应将开关处于断开状态,这样连接电路时可以避免出现短路等问题的出现而损坏电路元件。
(2)由表格数据知当电阻10Ω时,其通过的电流为
串联电路中电流处处相等,所以5Ω电阻两端电压
所以,串联电路中,电阻值越大,其所分电压越大。
(3)实验过程中,三次实验的电阻比都是2比1,具有偶然性,实验中每次实验的电阻比不同,才能得到普遍结论,所以这次实验得到的结论不可信。
26.用如图所示的电路来探究串联电路的电压特点时;
(1)实验中应选择规格 (填“相同”或“不相同”)的灯泡。
(2)用电压表分别测出L1和L2两端电压及串联总电压的值分别为U1、U2、U,经过多次实验,得到的数据记录在如表中。分析实验数据,可得到串联电路的电压特点是(用公式写出) 。
实验次数
U1/V
U2/V
U/V
1
2.3
0.7
3.0
2
2.0
1.0
3.0
3
1.7
1.3
3.0
(3)进行多次实验的主要目的是 (填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”)。
【答案】 不相同 U=U1+U2 寻找普遍规律,避免结论的片面性
【解析】(1)[1]探究串联电路的电压特点,为了寻找规律,必须换用不同规格的小灯泡进行多次实验,这样得出的规律才有说服力。
(2)[2]
由表中的数据可以看出:
第一次实验:U=3V,U1+U2=2.3V+0.7V=3V;
第二次实验:U=3V,U1+U2=2.0V+1.0V=3V;
第三次实验:U=3V,U1+U2=1.7V+1.3V=3V;
因此可以得出:串联电路两端的总电压等于各串联电阻两端的电压之和,即U=U1+U2,
(3)[3]进行多次实验的主要目的是:寻找普遍规律,避免结论的片面性。
三、填空题
27.如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则电源电压是 ,灯两端的电压为 。
【答案】 8.5 6.8
【解析】[1]根据甲图分析电路可知,两个灯串联,电压表V1测的是电源电压,电压表V2测的是L2的电压,根据串联电路中电压的规律,V1的示数大于V2的示数,因为两只电压表的指针偏转角度相同,所以V2选择的是小量程,其分度值是0.1V,读数为1.7V,V1选择的是大量程,其分度值为0.5V,读数为8.5V,即电源电压为8.5V。
[2]根据串联电路电压的规律可知,灯L1两端的电压
28.在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表的指针偏转均为如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别是 V、 V。
【答案】 7.2 1.8
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压;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,则电压表V1的量程为0∼15V,分度值为0.5V,则电源的电压U=9V;电压表V2的量程为0∼3V,对应的分度值为0.1V,则电阻R2两端的电压U2=1.8V;电阻R1两端的电压
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第四章 电路探秘
课时5 电压的测量
知识内容
重难点分析
1. 电压
2. 电压的测量
3. 串并联电路电压的规律
1. 电压及测量
2. 串并联电压的规律
一.电压:
1.电压的作用:电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因。类似于给电荷力的作用。
2.电源:给电路提供电压的装置
3.单位:国际上通常用字母U表示电压,电压的单位是伏特,简称伏,符号是V。
更大的单位还有千伏(kV ),更小的单位有毫伏(mV)和微伏(μV)。
1千伏=103伏,1伏=103毫伏,1毫伏= 103微伏
4.常见的电压值:
(1)人体心脏内外膜电压:U= 6×10-2V
(2)一节普通干电池的电压U= 1.5V
(3)一节蓄电池的电压U=2V
(4)汽车电源电压U=12V
(5)家庭照明电路的电压U= 220V
(6)工业用电电压U= 380V
(7)一般情况下,对人体的安全电压不高于36V( U≤36V)
(8)我国特高输电电压U= 106V
(9)闪电云层之间U=109V
二.电压的测量:
1.电压表
①作用:测量电路电压大小的仪器
②符号:
③电压表的实物与简化图
④电压表的量程和分度值:电流表有三个接线柱,“-”表示负接线柱,两个“+”接线柱(注意不是“+”极和“-”极)
使用“3”和“-”两个接线柱时,它的量程是0~3伏,最大可测3伏的电压,每个大格为1伏,每个小格为0.1伏,即分度值为0.1伏;
用“15”和“-”两个接线柱时,量程是0~15伏,最大可测15伏的电压,每个大格为5伏,每个小格为0.5伏,即分度值为0.5伏。同一刻度线,大量程数值是小量程数值的5倍
2.电压表的使用:
①使用前先进行机械调零。
②电压表必须与用电器并联后接入电路中时,应使电压从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,接反了之后会反转打弯指针。
③使用时可以把电压表直接接到电源两极上,测电源电压。
④电压表使用时需要选取合适的量程,量程过大读数不准确,量程过小损坏电压表,可以使用试触法选取
3.电压表的读数:
①观察电压表选取的量程,找到合适的分度值
②根据量程选取是0-3伏,还是0-15伏。当选用0-3伏时,每个小格就是0.1伏;选用0-15伏时,每个小格就是0.5伏。量后观察指针偏转的大格数和小格数。
三.串并联电路的电压规律
1.实验仪器:实验器材:两节干电池(或学生电源)两只不同规格的小灯泡、一个开关、 电压表、导线若干。
2.串联电路电压规律探究
①按电路图连接电路,用电压表分别测出U1,U2,U三段的电压大小,记录实验数据
②实验结论:对比实验数据,得出的结论是串联电路中各用电器电压和等于电源电压,即U=U1+U2
3.并联电路电流规律探究
①按电路图连接电路,用电压表分别测出U1,U2,U三点的电压大小,记录实验数据
②实验结论:对比实验数据,得出的结论是并联电路中,电压处处相等,即U=U1+U2
【例1】电压表有“0~3”伏和“0~15”伏两个量程,下列所述的选择原则正确的是( )
A.尽可能选用大一些的量程
B.尽可能选用小一些的量程
C.经触试后,被测电压不超过小的量程时,应选用小的量程
D.尽管选用的量程不同,但对测量结果毫无影响,所以,在不损坏电压表的前提下,量程可随意选择
【例2】一节新干电池的电压是 ( )
A.1.5 V B.15 V C.36 V D.220 V
【例3】关于电压,下列说法正确的是( )
A.电压是形成电流的条件之一 B.电压就是电的压力
C.有电源就一定有电压且有电流 D.有电压就一定能形成电流
【例4】用电压表分别测量电路中两盏电灯的电压,结果它们两端的电压相等,判断两盏灯的连接方式是
A.一定是串联 B.一定是并联 C.串联、并联都有可能 D.以上说法都不对
【例5】某电路两端电压约2.5V,某同学使用电压表的“-”和“15”两个接线柱测量电路两端电压时,将会出现什么情况( )
A.指针不动 B.指针偏转较小,测量值误差较大
C.指针反向偏转 D.指针偏转超出范围,电压表将损坏
一、选择题
1.某兴趣小组以相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池,装置如下图。当电池工作时,下列说法不正确的是( )
A.铜片为水果电池正极 B.电压表的示数为0.4V
C.锌片为水果电池负极 D.电子从锌片经水果流向铜片
2.关于电流表和电压表的使用,下列说法错误的是( )
A.使用前都应检查指针是否指零
B.若有两个量程,一般都先用大量程“试触”
C.两表都不能将两接线柱直接接到电源的两极上
D.接入电路时,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出
3.小珠用如图甲所示电路探究“串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.7.5V、1.5V B.6V、1.5V C.1.5V、7.5V D.1.5V、6V
4.小科同学取了一只完好的节日彩灯按如图连接电路进行实验,实验所用电源电压为7.5V,闭合开关,灯泡发光,电流表指针发生偏转(如图);下列说法正确的是( )
A.图中电流表此时的读数应该是0.11A
B.滑片若向右移动灯泡会变亮,电压表读数变大
C.由图可知,电压表测的是滑动变阻器两端电压
D.由图可知,滑动变阻器和彩灯并联,移动滑片不能改变电流表示数
5.在所示的电路图中,能用电压表正确测出L1两端电压的是( )
A.B.C. D.
6.某同学用如图所示电路图进行实验的时候,经检测发现导线cd间有断路,下列描述中正确的是( )
A.闭合开关,电压表有示数,电流表没有示数
B.闭合开关,电压表没有示数,电流表有示数
C.将电压表连接a位置的导线端试触d时,闭合开关电压表有示数
D.将导线分别并联在bc与bd端时,闭合开关所得到的电流值相同
7.图甲所示的电路中,闭合开关后电流表的示数如图乙所示。下列描述正确的是( )
A.灯泡L1与L2并联 B.电压表测L2两端的电压
C.通过L1、L2的电流相等 D.通过L1的电流为0.22A
8.如图所示,开关S闭合时,两电压表的指针位置相同,则电阻和两端的电压可能分别为( )
A. B. C. D.
9.如图所示,保持电源电压不变,两只电表均完好,开关S闭合后,发现只有一只电表的指针发生偏转,若电路中只有一个灯泡出现了故障,则可能是( )
A.电压表指针发生偏转,灯泡L1短路 B.电流表指针发生偏转,灯泡L2断路
C.电压表指针发生偏转,灯泡L1断路 D.电流表指针发生偏转,灯泡L2短路
10.如图所示的电路,当开关S闭合后,两个小灯泡都发光,此时电压表V1、V2的示数分别为6V和2.5V。则有关小灯泡L1、L2两端电压的说法中,错误的是( )
A.L1两端的电压为2.5V B.电源电压为6V
C.L2两端的电压为2.5V D.L1、L2两端的总电压为6V
11.下列关于图的说法正确的是( )
A.与串联 B.测电源电压 C.测两端电压 D.测端电压
12.如图所示为小李同学在某次测量中连接的实物图,根据该实物图画出其电路图(如图所示),其中正确的是( )
A.B.C.D.
13.小明按下图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,两只规格相同的电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,造成这一现象的原因是( )
A.可能电路各处完好,V1和V2所选量程不相同,并且灯L1两端电压为10V
B.可能电路各处完好,V1和V2所选量程不相同,并且灯L2两端电压为8V
C.可能是电路出现故障,灯L1短路
D.可能是电路出现故障,灯L2短路
14.如图所示,a、b、c表示的是电压表或电流表,当K1、K2都闭合时,下列正确说法正确的是( )
A.a、b、c都是电流表 B.a、b、c都是电压表
C.a、b是电压表,而c是电流表 D.b、c是电流表,而a是电压表
15.用如图所示电路探究串联电路的电压规律,下列说法正确的是( )
A.电压表不能直接测量电源电压
B.改变两个小灯泡的规格,重复实验,是为了减小实验误差
C.实验得到的结论为:串联电路电压处处相等
D.若测量L1两端电压,需将电压表并联在A、B两点间,且电压表正接线柱接A点
16.在研究“电流与电压关系”的实验中,某电表示数如图,则该电表的读数为( )
A. B. C. D.
17.在探究一个用电器中电流随电压变化关系时,李芳连接好的电路如图所示。闭合开关,发现电流表、电压表均有示数:调节滑动变阻器,电流表、电压表示数都不变化。李芳连接的电路有不妥之处,改正的方法是( )
A.将导线K的a端移至接线柱A B.将导线L的b端移至接线柱B
C.将导线L的b端移至接线柱D D.将导线M的c端移至接线柱B
18.如图所示,能正确地测出小灯泡L1两端电压的电路是( )
A.B.C. D.
19.如图所示的电路,下列判断正确的是( )
A.若电表甲、乙都是电流表,开关S断开,电路断路
B.若电表甲、乙都是电压表,开关S闭合,灯L1、L2并联
C.若电表甲是电流表、乙是电压表,开关S闭合,灯L1、L2都发光
D.若电表甲是电压表、乙是电流表,开关S由断开到闭合,甲表示数不变
20.如图所示的电路,电源电压不变。闭合开关S后,灯L1和L2均发光,过了一段时间,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,则发生的故障可能是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
21.如图所示,在“探究串联电路中电压的规律”时,小雨同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=3V,Ubc=3V,Uac=6V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A.整理器材,分析数据,得出结论 B.对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
C.改变电源电压,再测出几组电压值 D.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
22.如图所示电路中,甲、乙两处分别接入电流表及成电压表。当开关S闭合后,为使两灯串联,则应( )
A.甲接电流表,乙接电压表 B.甲、乙均接电流表
C.甲、乙均接电压表 D.甲接电压表,乙接电流
23.下面关于电压表使用不正确的是( )
A.电流应从“+”接线柱流进,“﹣”接线柱流出 B.电压表可以直接接到电源两极
C.电压表要与用电器串联接入电路 D.必须正确选择电压表量程
二、探究题
24.我们已经学习了串联电路电压的规律,那么串联的各部分电路是如何分配电源电压呢?小科利用以下器材进行实验:阻值不同的定值电阻若干、电压表、电压为3V的电源、开关及导线。
(1)连接电路时,应将开关处于 状态;(选填“断开”或“闭合”)
(2)比较两电阻阻值和所分电压值可得初步结论:串联电路中,电阻值越大,其所分到的电压 ;
(3)小科分析实验数据发现AB间和CD间的电压之比与其对应电阻阻值之比相等,于是得出:“串联电路中各部分电路按其阻值之比分配电源电压”的结论。其他同学认为根据这一实验过程得出的上述结论可信度不高,他们的理由是 。
实验次数
AB间电阻/Ω
CD间电阻/Ω
电压表示数/V
1
10
5
2
2
20
10
2
3
30
15
2
26.用如图所示的电路来探究串联电路的电压特点时;
(1)实验中应选择规格 (填“相同”或“不相同”)的灯泡。
(2)用电压表分别测出L1和L2两端电压及串联总电压的值分别为U1、U2、U,经过多次实验,得到的数据记录在如表中。分析实验数据,可得到串联电路的电压特点是(用公式写出) 。
实验次数
U1/V
U2/V
U/V
1
2.3
0.7
3.0
2
2.0
1.0
3.0
3
1.7
1.3
3.0
(3)进行多次实验的主要目的是 (填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”)。
三、填空题
27.如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则电源电压是 ,灯两端的电压为 。
28.在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表的指针偏转均为如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别是 V、 V。
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