内容正文:
第08讲 电压
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识:十大核心题型精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 如何产生持续的电流?
1、引入
生活中有各式各样的电源,除了常见的干电池以外,还有铅蓄电池、锂电池、发电机等。我们有时会看到太阳能路灯,这种路灯用顶部安装的太阳能电池板作为电源。 接通电源后,电路中会形成持续的电流,为什么电源能够提供持续的电流呢?
2、如何产生持续的电流
在电路中,电源为导体中做定向移动的自由电荷提供了所需的动力,这与水泵提供水压,使水管中的水循环流动相似(图 11-3-2)。导体两端的电压是使导体中自由电荷定向移动的原因,电源就是为电路中的导体提供电压的装置。
产生可持续电流的条件:(1)电路中有电源(或电路两端有电压);(2)闭合电路。
3、电压及其单位
电压用U表示,在国际单位制中,电压的单位是伏特,简称伏,符号是V 。电压的常用单位还有千伏(kV) 和毫伏(mV) 。 它们的换算关系为:
1kV=1×10³v
1mV=1×10⁻³v
要点:
a.说电压时,要说“用电器”两端的电压,或“某两点”间的电压。
b.电源的作用是使导体的两端产生电压,电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流。电源将其它形式的能转化成电能时,使电源的正极聚集正电荷,负极聚集负电荷。
4、一些常见的电压值
在日常生活中,手电筒(图11-3-3)、小型3V 、6V 等。我们常会采用几节干电池首尾相连串接在一起组成电池组使用。如果每节电池的图11-3-3电压为U. 用n节相同的电池串接成电池组,其提供的电压可达nU 。这样就可以满足不同用电器的使用要求。
知识点2 测量电压
电路中两点间电压的高低可以用电压表测量. 在电路图中,电压表用符号表示。图11-3-4是实验室常用的电压表。
1. 仪器:电压表,符号:
2.读数时,看清接线柱上标的量程,每大格、每小格电压值。
3.使用规则:“两要;一不”
①电压表要并联在电路中。
②应该使标有“—”号的接线柱靠近电源的负极,另一个接线柱靠近电源的正极,也就是说电流要从“+”接线柱流入“-”接线柱流出。
③被测电压不要超过电压表的最大量程。
危害:被测电压超过电压表的最大量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。
选择量程:实验室用电压表有两个量程, 0~3V和0~15V。测量时,先选大量程试触,若被测电压在3V~15V之间,可用15V的量程进行测量;若被测电压小于3V,则换用小的量程。
4.测量小灯泡两端的电压:按下图所示的电路,先将电源、小灯泡、开关和导线连成回路,再将电压表接在小灯泡的两端,闭合开关后从电压表上读出小灯泡两端的电压。
要点:
电流表和电压表的相同点和不同点:
异
同
项目
电流表
电压表
异
符号
连接
串联
并联
直接连接电源
不能
能
量 程
0.6A,3A
3V,15V
每大格
0.2A, 1A
1V, 5V
每小格
0.02A,0.1A
0.1V, 0.5V
内阻
很小,几乎为零,相当于短路。
很大,相当于开路。
同
调零;读数时看清量程和每大(小)格的数值;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值。
想一想:如何用电压表测量一节干电池的电压?
另外,实验室中也可以用电压传感器代替电压表测量电压(图11-3-6)。
教材习题01
简述电路中产生持续电流的条件。
【答案】产生可持续电流的条件:(1)电路中有电源(或电路两端有电压);(2)闭合电路。
解题方法 使用类比法,把电压类比为水泵的水压,使水管中的水循环流动相似,而水管类比为闭合电路。
教材习题02
观察图11-3-8所示电压表的表盘,简述该电压表所测电路两端电压可能的大小。
【答案】当量程为0~3V,电压表的读数为0.9V;当量程为0~15V,电压表的读数为4.5V.
解题方法 电压表的读数:
①明确电压表所选量程;
②确定电压表的分度值(一个小格代表多少);
③接通电路后,看看表针向右总共偏过多少小格;
④电压表的指针没有正对某一刻度,在两个刻度之间,这时指针靠近那个值就读那个值。
题型一 常见的电压值
1.下列几种常见的电压中,不符合实际的是( )
A.一节干电池两端的电压是1.5V B.家里插座电压为380V
C.教室照明电路的电压是220V D.对人体的安全电压不高于36V
【答案】B
【详解】A.一节干电池两极间的电压是1.5V,故A正确,不符合题意;
B.家里插座一端接火线,一端接零线,火线和零线之间的电压为220V,故B错误,符合题意;
C.我国家庭电路中的电压为220V,则教室照明电路的电压也是220V,故C正确,不符合题意;
D.经验表明,对人体的安全电压为不高于36V,故D正确,不符合题意。
故选B。
2.在我国,家庭照明电路正常工作时的电压为( )
A.250伏 B.1.5伏 C.220伏 D.380伏
【答案】C
【详解】在我国,家庭照明电路负责为家庭中的各种电器设备提供电能。而家庭照明电路正常工作时的电压,是一个固定的值,为220V。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.一节干电池的电压为( )
A.1伏 B.1.5伏 C.24伏 D. 220伏
【答案】B
【详解】根据标准,一节新干电池的电压为1.5V,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.上海地区,家用电冰箱的正常工作电压为( )
A.220伏 B.36伏 C.24伏 D.1.5伏
【答案】A
【详解】家用电冰箱的正常工作电压等于家庭电路的电压220V,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.电压用字母 表示,国际制单位的主单位是 ,简称 ,符号是 。常用单位有千伏(KV)和毫伏(mV)。1KV = 103V=106mV。家庭照明电路的电压是 V;一节干电池的电压是 V;一节蓄电池的电压是 V;对人体安全的电压不高于 V。
【答案】 U 伏特 伏 V 220 1.5 2 36
【解析】略
6.上海家庭电路的电压为 伏,一节干电池电压为 伏, 是为电路中的导体提供持续电压的装置。
【答案】 220 1.5 电源
【详解】[1]我国提供给家庭电路的电压220V,上海家庭电路的电压为220V。
[2]不同电源的电压一般不同,一节干电池的电压是1.5V。
[3]电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因。
7.一节新干电池的电压为 伏。在利用它做电源时, 用导线直接将正负极相连(选填“可以”或“不可以”)。
【答案】 1.5 不可以
【详解】[1][2]一节新干电池的电压为1.5V,在利用它做电源时,不可以用导线直接将正负极相连,因为如果用导线直接将正负极相连会造成短路。
题型二 电压有关概念辨析
8.自来水管两端水压不同,形成水流;电路两端有电压,形成电流。由比较水压形成水流得到电压形成电流,这种探究物理问题的方法叫( )
A.类比法 B.比较法 C.转换法 D.等效法
【答案】A
【详解】类比法是由某一种类的事物的特征推测处另一类事物也可能具有这一特征。自来水管两端水压不同,形成水流,说明水压是形成水流的条件;电路两端有电压,形成电流,说明电压是形成电流的原因。由比较水压形成水流类比电压形成电流,这种探究物理问题的方法是类比法。
故选A。
9.下列有关说法错误的是( )
A.电源是提供电压的装置 B.电压是形成电流的原因
C.电流是电荷的定向移动形成的 D.电路两端只要有电压就一定有电流
【答案】D
【详解】A.电源可以提供电压迫使导体中电荷定向移动形成电流的装置,故A正确,不符合题意;
B.电流是电荷的定向形成的,而电压是迫使电荷定向移动的原因,故B正确,不符合题意;
C.电流是电荷的定向移动形成的,规定正电荷的定向移动形成电流,故C正确,不符合题意;
D.形成电流必须具备两个条件:①电路两端有电压;②电路是一个闭合的通路。所以说,电路两端只要有电压就一定有电流是错误的,故D符合题意;
故选D。
10.关于电压,下列说法正确的是( )
A.电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因
B.由2节新干电池并联的电池组,电压为3V
C.对人体安全的电压是220V
D.以上说法都不对
【答案】A
【详解】A.电压的作用是使电路形成电流;即电压是使自由电荷发生定向移动,形成电流的原因;故A正确;
B.由2节新干电池并联的电池组,电压为1.5V;故B错误;
C.对人体的安全电压是不高于36V;故C错误;
D.由上面分析得A是正确的,故D错误。
故选A。
11.家用手电筒一般要3伏电压才能工作,这需要2节干电池 使用,小灯泡与控制它的开关是 连接(均选填“串联”或“并联”)。电压是使导体中 定向移动形成电流的原因。
【答案】 串联 串联 自由电荷
【详解】[1]一节干电池的电压为1.5V,因为串联电池组的总电压等于每节电池的电压之和,因此家用手电筒一般要3V电压才能工作,这需要2节干电池串联使用。
[2]小灯泡与控制它的开关是串联的,这样才能实现对小灯泡的有效控制。
[3]电压使电路中的自由电荷受到一种推动力的作用,从而使自由电荷发生定向移动形成电流。
题型三 电压的单位换算
12.完成下列单位换算(用科学记数法,否则不给分)
(1)80V= mV= kV
(2)3.6×103mV= V= kV
【答案】 8×104 0.08 3.6 3.6×10-3
【详解】(1)[1][2]已知1V=103mV,1V=10-3kV,故有
80V=80×103mV=8×104mV
80V=80×10-3kV =0.08kV
(2)[3][4]已知1mV=10-3V,故有
3.6×103mV=3.6×103×10-3V=3.6V= 3.6×10-3kV
13.0.22kV= V。
【答案】220
【详解】由单位换算得
14.500mV= V,200V= kV。
【答案】 0.5 0.2 0.75×10-6/7.5×10-5
【详解】[1]因,所以
[2]因,所以
[3]因,所以
15.人体的安全电压是 V; V。
【答案】 不高于36V 0.21V
【详解】[1]常见电压中我国家庭电压是220V,对人体安全电压是不高于36V。
[2]已知,则
16.3.8×105mV= V
【答案】380
【详解】由单位换算得
题型四 电压表的使用方法
17.关于电流表和电压表的使用,下列说法不正确的是( )
A.电流表不能直接连接到电源两极 B.应先使用小量程进行“试触”
C.使用前应检查指针是否对准零刻度线 D.电压表使用时应与待测用电器并联
【答案】B
【详解】A.电流表应串联在电路中,不能直接连接到电源两极,否则会因为电流过大而损坏电流表,故A正确,A不符合题意;
B.在选用电流表和电压表时,应使用大量程进行“试触”,防止损坏电表,故B错误,B符合题意;
C.使用电流表和电压表前,要检查指针是否对准零刻度线,故C正确,C不符合题意;
D.电压表是用来测量待测用电器两端的电压的,所以要与待测用电器并联,故D正确,D不符合题意。
故选B。
18.关于电压表的使用,下列说法错误的是( )
A.电压表应并联在被测电路两端
B.应该让电流从电压表的“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出
C.被测电压不得超过电压表的量程
D.不可以把电压表直接接到电源两端
【答案】D
【详解】A.电压表测量用电器的电压时要与被测电路并联,故A正确,不符合题意;
B.电压表使用时要让电流从“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出,这样电压表的指针会正向偏转,故B正确,不符合题意;
C.使用电压表前要先确定其量程,被测电压不要超过电压表的量程,否则会损坏电压表,故C正确,不符合题意;
D.电压表内阻很大,电压表可以直接接到电源的两极上,不过此时测量的是电源的电压,故D错误,符合题意;
故选D。
19.关于电流表和电压表的使用方法,下列说法正确的是( )
A.连接时应使标有“-”号的接线柱靠近电源的正极
B.一般先用较大量程进行快速试触
C.必须将电压表和被测的用电器并联。若将用电器和电压表串联,则电压表将会没有示数
D.实验室中常见的电流表和电压表分度值相同
【答案】B
【详解】A.电流表和电压表在使用时,电流必须从正接线柱流入,从负接线柱流出,所以应使标有“-”号的接线柱靠近电源的负极,故A错误;
B.为了保护电表,一般先用较大量程进行快速试触,如果指针偏转较小,再改用小量程进行测量,故B正确;
C.电压表是一个高电阻的器件(也可以看成断路),串联电压表有示数,用电器相对电压表电阻小电压可以忽略,所以显示的是电源电压,故C错误;
D.常用的直流电流表有两种量程,分别是0~0.6A和0~3A。0~0.6A的量程中,每小格表示的电流值为0.02A,0~3A的量程中,每小格表示的电流值为0.1A, 常用的直流电压表有两种量程,分别是0~3V和0~15V。0~3V的量程中,每小格表示的电压值为0.1V,0~15V的量程中,每小格表示的电压值为0.5V,故D错误。
故选B。
题型五 电压表的读数
20.学生实验用的电压表,当使用“﹣”和“15”两个接线柱时,电压表的量程和最小刻度值分别是( )
A.15V,0.5V B.15V,1V C.3V,0.1V D.3V,0.05V
【答案】A
【详解】由于连接的是“-”和“15”两个接线柱所以,电压表的量程为0~15V,这时电压表的1个大格代表5V,1个大格中有10个小格,则1个小格代表0.5V,即最小分度值为0.5V,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
21.如图所示,是电压表的表盘,其示数是( )
A.2.3V B.11.5V
C.2.6V D.2.3V或11.5V
【答案】D
【详解】由图可知,没有画出连接的接线柱,不能确定电压表使用的量程。有两种可能:一是连接“﹣、3”接线柱,量程为0~3V,分度值是0.1V,指针所指的位置是2.3V,电压表的示数为2.3V;二是连接“﹣、15”接线柱,量程为0~15V,分度值是0.5V,指针所指的位置是11.5V,电压表的示数为11.5V。可见,图示电压表的示数为2.3V或11.5V。
故选D。
22.如图所示,电压表的示数为( )
A.2.2V B.10.2V C.2.04V D.11V
【答案】D
【详解】由图知,该电压表使用0~15V量程,分度值为0.5V,所以图中示数为11V。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
23.如图所示,使用此仪表时,应 在电路中,此时的示数为 。
【答案】 并联 40mV
【详解】[1]由题图可知,此仪表的单位是mV,可知为电压表,电压表使用时,应并联在电路中。
[2]由图可知,此电压表的量程为,分度值是2mV,所以此时的示数为40mV。
题型六 测量电压
24.如图所示电表使用时应与被测电路 (选填“串联”或“并联”), (选填“可以”或“不可以”)将它的正负接线柱分别与干电池的正负极直接相连。
【答案】 并联 可以
【分析】表盘中间标“V”的为电压表,电压表与所测用电器并联;表盘中间标“A”的为电流表,电流表与所测用电器串联;由于电流表的电阻较小,绝不允许不经用电器直接将电流表连接在电源的两极上;电压表的电阻较大,可以直接连接在电源的两极上测量电源电压(在量程允许的范围内)。
【详解】[1] 表盘中间标的“V”,为电压表,使用时与用电器并联。
[2]可以在电压表的量程范围内,将该电压表的正负接线柱分别与干电池的正负极直接相连,用来测量干电池的电压。
25.在下图中,能用电压表直接测出灯L1两端电压的电路图是( )
A. B. C.D.
【答案】C
【详解】A.此电路图两灯串联,电压表测量的是L2两端电压,故A不符合题意;
B.此电路图两灯串联,电压表测量的是L2两端电压,故B不符合题意;
C.此电路图两灯并联,电压表测量的是L1两端电压、L2两端电压,同时也是电源电压,故C符合题意;
D.此电路图两灯串联,电压表测量的是电源两端电压,故D不符合题意。
故选C。
26.把电压表接入用电器两端测电压时,指针偏转情况如图所示,接下来进行的操作是 。
【答案】换用另一个量程重新接入电路
【详解】由图可知,电压表此时选择的量程为0~3V,电压表指针偏转角度过大,超出量程范围,需换用大量程。故接下来的操作是换用另一个量程重新接入电路。
27.如图所示电路中,甲、乙两处分别接入电流表或电压表,当开关闭合后,下列接法中能使两灯均发光的是( )
A.甲、乙均接电压表 B.甲、乙均接电流表
C.甲接电流表、乙接电压表 D.甲接电压表、乙接电流表
【答案】C
【详解】AD.由图可知,甲串联在电中,若为电压表则电路开路,两灯均不发光,故AD不符合题意;
B.由图可知,乙与灯泡并联,若乙为电流表,与其并联的灯泡短路,不能发光,故B不符合题意;
C.甲与两个灯泡串联,为电流表,乙与灯泡并联,乙为电压表,该电路为串联电路,甲测量电路中的电流,乙测量左边灯泡两端的电压,故C符合题意。
故选C。
题型七 测量水果电池电压
28.小明在用橙子做水果电池时,用导线将电压表的两个接线柱分别连在铜片和锌片上,观察到电压表指针如图所示。下列说法正确的是( )
A.该水果电池的铜片端是负极 B.该水果电池两端的电压为3V
C.该电池内部的电流方向是从铜片到锌片 D.该现象说明橙子内部是导体
【答案】D
【详解】A.由图得,电压表正向偏转,说明与电压表正接线柱相连接的铜片端是正极,故A错误;
B.电压表测量水果电池的电压,电压表量程选用0~3V,分度值为0.1V,示数为0.6V,则该水果电池两端的电压为0.6V,故B错误;
C.铜片失去电子带正电,锌片得到电子带负电,该电池内部的电子移动方向是从铜片到锌片,电流方向与电子移动方向相反,则该电池内部的电流方向是从锌片到铜片,故C错误;
D.该现象说明橙子内部的电子会发生定向移动,是导体,故D正确。
故选D。
29.在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片插入盐水中,就制成了一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压,其现象如图所示。下列说法中错误的是( )
A.铜片是电池正极
B.锌片是电池负极
C.若拆除电压表,铜片和锌片之间仍然有电压
D.电压表的正负接线柱接反了
【答案】D
【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AB正确,不符合题意;
C.电压表只是测量是否有电压,若拆除电压表,铜片和锌片之间仍然有电压,故C正确,不符合题意;
D.图中指针正向偏转,正负接线柱接法正确,故D错误,符合题意。
故选D。
题型八 电压类比水压
30.一节新干电池的电压为 伏,上海地区家庭照明电路的电压为 伏。我们将如图所示的电路与“水路”进行类比,电路中的 相当于在“水路”中抽水机的作用, 促使导体中自由电荷定向移动,形成了 。
【答案】 1.5 220 电源 电压 电流
【详解】[1][2]生活中,一节新干电池的电压为1.5伏,上海地区家庭照明电路的电压为220伏。
[3]我们将如图所示的电路与“水路”进行类比,电路中的电源起到提供电压的作用,“水路”中抽水机起到提供动力的作用,则电路中的电源相当于在“水路”中抽水机的作用。
[4]导体中自由电荷定向移动是电压的作用。
[5]自由电荷定向移动形成了电流,电流方向与正电荷的定向移动方向相同。
31.学生学习电学知识时,在老师的引导下,联想到如图甲所示的力学现象,进行比较并找出类似规律.下列说法不正确的是( )
A.电压使电路中形成电流,类似水压使水管中形成水流
B.电源是提供电压的装置,类似抽水机是提供水压的装置
C.电灯发光时消耗电能,类似抽水机工作时消耗水能
D.电流通过电灯时,消耗电能转化为内能和光能,类似水流通过水轮机时,消耗水能转化为水轮机的动能
【答案】C
【详解】A.电压使电路中形成电流,类似于水压使水流形成,故A正确,不符合题意;
B.对比两图,电源相当于抽水机的作用,抽水机提供了水压,电源提供了电压,故B正确,不符合题意;
C.对比两图,电灯工作消耗电能,水轮机消耗水能,故C错误,符合题意;
D.电流通过电灯时,消耗电能转化为内能和光能,类似水流通过涡轮时,消耗水能转化为涡轮的动能,故D正确,不符合题意.
题型九 作图题
32.取一个橙子从中间切开,把金属片A、B分别插入其中,就制成了一个水果电池。用调零好的电压表测量水果电池电压的情景如图所示,请在图中标出水果电池的“+”“﹣”极。
【答案】
【详解】由图可知,电压表的指针偏转至零刻度线的左侧,已知电压表已调零,说明电压表的正负接线柱接反了,即电流从负接线柱流入。闭合电路中,电流从电源的正极流出,所以金属片A为电源的正极,金属片B为电源的负极,如下图
33.在图所示电路的○里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路图。
【答案】
【详解】电流表使用时要求串联在电路中,电压表使用时要求并联在电路中。
34.请在如图所示的电路图中的内填上相应的电表符号(电压表或电流表)。
【答案】
【详解】根据电路图可知,上面圈与灯泡串联,因此上面为电流表,下面圈与灯泡L2并联,因此下面圈为电压表。
35.如图所示,请把电压表连入电路,测量两端的电压。
【答案】
【详解】电压表测量L2两端的电压,则电压表与灯泡L2并联接入电路,电源由两节干电池组成,电源电压为3V,所以电压表选用小量程,如图所示:
题型十 实验题
36.为了测量某个小灯泡工作时的电压和电流,必须把电压表 联在电路中,把电流表 联在电路中。若实验中,两个表的示数如图所示,则小灯泡两端的电压是 伏,通过它的电流是 安。
【答案】 并 串 6 0.3
【详解】[1]电压表的内阻很大,使用时应与被测电路并联。
[2]电流表的内阻很小,使用时应与被测电路串联。
[3]由图知道,电压表使用的应是0-15V,分度值是0.5V,示数为6V。
[4]由图知道,电流表使用小量程,分度值为0.02A,此时通过灯泡的电流为0.3A。
37.使用电流表时,所测电流不得超过它的 ,必须使电流从它的 接线柱流进(选填“+”或“-”)。使用电压表时,电压表应 (选填“串联”或“并联”)在电路中,某一次测量时观察到接在待测灯泡两端的电压表示数如图所示,则灯泡两端的电压为 伏。电压表 选填“允许”或“不允许”)直接测电源两端电压。
【答案】 量程 + 并联 2.4 允许
【详解】[1][2]使用电流表时,所测电流不得超过它的量程,必须使电流从它的“+”接线柱流进,“-” 接线柱流出。
[3][4][5]使用电压表时,电压表应并联在电路中,由于电压表相当于一个阻值很大的电阻,所以允许直接测电源两端电压;如图电压表使用的0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,灯泡两端的电压是2.4V。
38.在水果中平行插入两片不同金属制成的极板,就组成了一个水果电池,如图所示:小亮同学在课外实践活动中探究影响水果电池电压大小的因素
猜想一:水果电池电压可能与水果的种类有关
猜想二:水果电池电压可能与极板的材料有关
为了验证猜想,小亮在不同水果中插入不同金属制成的极板,并保持两块极板间的距离、极板插入水果的深度不变,实验记录如下表所示。
实验序号
水果种类
两极板间电压 U/V
铁—锌
铁—铜
铜—锌
1
苹果
0.6
0.7
1.0
2
菠萝
0.5
0.6
0.9
3
梨
0.4
0.5
0.8
4
橙子
0.7
0.8
1.1
(1)为了验证猜想一,保持其他条件不变,改变 ,多次实验,根据数据信息可知:猜想一是 (选填“正确”或“错误”)的;分析数据可知,上表中 水果最适合做水果电池;
(2)分析数据可知,水果电池电压与极板材料有关,表中效果最好的两极板材是 ;
(3)图中,与电压表标有“3”字样的接线柱相连的极板是水果电池的 极,若要使电压表指针偏转角度更大,可将多个水果电池 联;
(4)将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化,由此,可以提出一个可探究的科学问题是 。
【答案】 水果种类 正确 橙子 铜−锌 正 串 水果电池电压可能与两极板插入水果的深度有关
【详解】(1)[1][2][3]验证猜想一,根据控制变量法,保持极板材料不变,表格中电压发生变化,说明猜想一是正确的;分析数据可知,上表中在条件都相同的情况下,橙子水果电压最大,最适合做水果电池。
(2)[4]分析数据可知,当水果种类相同时,用铜—锌材料制作的两极板之间的电压最大,说明效果最好的材料是铜−锌材料。
(3)[5][6]电压表标有“3”字样的接线柱是正接线柱,且能正确测量出电压,所以与电压表标有“3”字样的接线柱相连的极板是水果电池的正极;根据串联电路的电压规律,可通过将多个水果电池串联来得到更大的电压。
(4)[7]将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化,可以猜想水果电池电压可能与两极板插入水果的深度有关。
知识导图记忆
知识目标复核
1.电压类比为水压;分析产生可持续电流的条件
2.电压及其单位;
3.测量电压。
一、单选题
1.在下面的物理学家中,用其名字来命名电压单位的是( )
A.牛顿 B.安培 C.瓦特 D.伏特
【答案】D
【详解】A.牛顿是力的单位,故A不符合题意;
B.安培是电流的单位,故B不符合题意;
C.瓦特是功率的单位,故C不符合题意;
D.伏特是电压的单位,故D符合题意。
故选D。
2.我国家庭电路的电压为( )
A.1.5伏 B.2伏 C.220伏 D.380伏
【答案】C
【详解】A.1.5V为一节干电池的电压,故A不符合题意;
B.2V一般为一节铅蓄电池的电压,故B不符合题意;
CD.我国供电电压为单相220V,三相380V,我国家庭电路一般采用是单相电,电压为220V,工业用电或动力电源一般采用三相电,电压380V,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
3.一节干电池的电压为( )
A.1.5伏 B.24伏 C.36伏 D.110伏
【答案】A
【详解】由常见的电压值可知一节干电池的电压是1.5V。
故选A。
4.电源适配器(俗称充电器)在给手机充电时,电压约为( )
A.5伏 B.24伏 C.36伏 D.220伏
【答案】A
【详解】手机是现代最常用的通信工具,手机专用充电器的工作电压在5V左右。
故选A。
5.如下图所示,电压表的示数为( )
A.5.3V B.1.3V C.6.5V D.1.6V
【答案】B
【详解】由图可知,电压表接在0~3V量程的两个接线柱上,分度值为0.1V,所以读下边一排刻度,读数为1.3V。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.关于电流表和电压表的使用方法,下列说法正确的是
A.测量电压时,电压表必须与被测电路串联
B.测量电流时,电流表必须与被测电路串联
C.不管是电流表还是电压表,连接时必须使电流从“+”接线柱流出,从“–”接线柱流入
D.电压表的量程改变后,每小格表示的值仍保持不变
【答案】B
【详解】A、根据电压表的使用方法可知,电压表要与被测电路并联,故A错误;
B、根据电流表的使用方法可知,电流表要与被测电路串联,故B正确;
C、不管是电流表还是电压表,连接时必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,故C错误;
D、电压表不同的量程,每小格表示的数值不同,故D错误.
故选B.
7.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。
二、填空题
8.完成下列单位换算:0.2kV= V;2400mA= A。
【答案】 200 2.4
【详解】[1]因为
1kV=103V
故
0.2kV=0.2×103V=200V
[2]因为
1mA=10-3A
故
2400mA=2400×10﹣3A=2.4A
9.电压是形成 的原因,一节普通干电池的电压 V,家庭照明电路的电压是 V,对人体来说安全电压 V ,电源是提供 的装置。
【答案】 电流 1.5 220 不高于36 电压
【详解】[1][2][3][4][5]电压是使电荷定向移动形成电流的原因,一节普通干电池的电压为1.5V,我国家庭照明电路的电压为220V,对人体安全的电压是不高于36V,电源是提供电压的装置。
10.一节干电池的电压为 伏,我国家庭电路的电压为 伏,某收音机正常工作时的电压为6伏,需用 节干电池一起为它供电.
【答案】 1.5 220 4
【详解】一节干电池的电压是1.5V;家庭电路的电压是220V;由于一节干电池的电压是1.5V,所以,要得到6V的电压,需要4节干电池串联起来.
11.如图1所示器材名称是 , 图中A端是它的 极,图2所示的实验器材名称是 ,当使用图中所示的两个接线柱时 , 它所能测量的最大值是
【答案】 干电池 正 电压表 15V
【详解】[1]如图1所示器材名称是干电池;
[2]由图可知,A端是它的正极;
[3]由图2所示,表盘上有“V”,是电压表
[4]当使用图中所示的两个接线柱时,它所能测量的最大值是
12.电压表读数时,看清刻度盘上标的 和最小分度值.使用规则:
(1)电压表要 在电路中(均选填“串联”或“并联”);
(2)电流从电压表的 接线柱流入,从 接线柱流出,否则指针会反偏;……
【答案】 量程 并联 正 负
【详解】[1]电压表读数时,看清刻度盘上标的量程和分度值;
(1)[2]电压表要并联在电路中;
(2)[3][4]电流从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出.
13.物理学习有很多种方法,我们可以用“类比法”学习电学概念,如图,根据图中所示,我们可以将电路中的 类比为水路中的水流, 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】[1][2][3]在学习电学概念时,我们将电路中的电流类比为水路中的水流,电压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电源,这种方法是类比法。
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第08讲 电压
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识:十大核心题型精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 如何产生持续的电流?
1、引入
生活中有各式各样的电源,除了常见的干电池以外,还有铅蓄电池、锂电池、发电机等。我们有时会看到太阳能路灯,这种路灯用顶部安装的太阳能电池板作为电源。 接通电源后,电路中会形成持续的电流,为什么电源能够提供持续的电流呢?
2、如何产生持续的电流
在电路中,电源为导体中做定向移动的自由电荷提供了所需的动力,这与水泵提供水压,使水管中的水循环流动相似(图 11-3-2)。导体两端的电压是使导体中自由电荷定向移动的原因,电源就是为电路中的导体提供电压的装置。
产生可持续电流的条件:(1)电路中有电源(或电路两端有电压);(2)闭合电路。
3、电压及其单位
电压用U表示,在国际单位制中,电压的单位是伏特,简称伏,符号是V 。电压的常用单位还有千伏(kV) 和毫伏(mV) 。 它们的换算关系为:
1kV=1×10³v
1mV=1×10⁻³v
要点:
a.说电压时,要说“用电器”两端的电压,或“某两点”间的电压。
b.电源的作用是使导体的两端产生电压,电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流。电源将其它形式的能转化成电能时,使电源的正极聚集正电荷,负极聚集负电荷。
4、一些常见的电压值
在日常生活中,手电筒(图11-3-3)、小型3V 、6V 等。我们常会采用几节干电池首尾相连串接在一起组成电池组使用。如果每节电池的图11-3-3电压为U. 用n节相同的电池串接成电池组,其提供的电压可达nU 。这样就可以满足不同用电器的使用要求。
知识点2 测量电压
电路中两点间电压的高低可以用电压表测量. 在电路图中,电压表用符号表示。图11-3-4是实验室常用的电压表。
1. 仪器:电压表,符号:
2.读数时,看清接线柱上标的量程,每大格、每小格电压值。
3.使用规则:“两要;一不”
①电压表要并联在电路中。
②应该使标有“—”号的接线柱靠近电源的负极,另一个接线柱靠近电源的正极,也就是说电流要从“+”接线柱流入“-”接线柱流出。
③被测电压不要超过电压表的最大量程。
危害:被测电压超过电压表的最大量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。
选择量程:实验室用电压表有两个量程, 0~3V和0~15V。测量时,先选大量程试触,若被测电压在3V~15V之间,可用15V的量程进行测量;若被测电压小于3V,则换用小的量程。
4.测量小灯泡两端的电压:按下图所示的电路,先将电源、小灯泡、开关和导线连成回路,再将电压表接在小灯泡的两端,闭合开关后从电压表上读出小灯泡两端的电压。
要点:
电流表和电压表的相同点和不同点:
异
同
项目
电流表
电压表
异
符号
连接
串联
并联
直接连接电源
不能
能
量 程
0.6A,3A
3V,15V
每大格
0.2A, 1A
1V, 5V
每小格
0.02A,0.1A
0.1V, 0.5V
内阻
很小,几乎为零,相当于短路。
很大,相当于开路。
同
调零;读数时看清量程和每大(小)格的数值;正接线柱流入,负接线柱流出;不能超过最大测量值。
想一想:如何用电压表测量一节干电池的电压?
另外,实验室中也可以用电压传感器代替电压表测量电压(图11-3-6)。
教材习题01
简述电路中产生持续电流的条件。
教材习题02
观察图11-3-8所示电压表的表盘,简述该电压表所测电路两端电压可能的大小。
题型一 常见的电压值
1.下列几种常见的电压中,不符合实际的是( )
A.一节干电池两端的电压是1.5V B.家里插座电压为380V
C.教室照明电路的电压是220V D.对人体的安全电压不高于36V
2.在我国,家庭照明电路正常工作时的电压为( )
A.250伏 B.1.5伏 C.220伏 D.380伏
3.一节干电池的电压为( )
A.1伏 B.1.5伏 C.24伏 D. 220伏
4.上海地区,家用电冰箱的正常工作电压为( )
A.220伏 B.36伏 C.24伏 D.1.5伏
5.电压用字母 表示,国际制单位的主单位是 ,简称 ,符号是 。常用单位有千伏(KV)和毫伏(mV)。1KV = 103V=106mV。家庭照明电路的电压是 V;一节干电池的电压是 V;一节蓄电池的电压是 V;对人体安全的电压不高于 V。
6.上海家庭电路的电压为 伏,一节干电池电压为 伏, 是为电路中的导体提供持续电压的装置。
7.一节新干电池的电压为 伏。在利用它做电源时, 用导线直接将正负极相连(选填“可以”或“不可以”)。
题型二 电压有关概念辨析
8.自来水管两端水压不同,形成水流;电路两端有电压,形成电流。由比较水压形成水流得到电压形成电流,这种探究物理问题的方法叫( )
A.类比法 B.比较法 C.转换法 D.等效法
9.下列有关说法错误的是( )
A.电源是提供电压的装置 B.电压是形成电流的原因
C.电流是电荷的定向移动形成的 D.电路两端只要有电压就一定有电流
10.关于电压,下列说法正确的是( )
A.电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因
B.由2节新干电池并联的电池组,电压为3V
C.对人体安全的电压是220V
D.以上说法都不对
11.家用手电筒一般要3伏电压才能工作,这需要2节干电池 使用,小灯泡与控制它的开关是 连接(均选填“串联”或“并联”)。电压是使导体中 定向移动形成电流的原因。
题型三 电压的单位换算
12.完成下列单位换算(用科学记数法,否则不给分)
(1)80V= mV= kV
(2)3.6×103mV= V= kV
13.0.22kV= V。
14.500mV= V,200V= kV。
15.人体的安全电压是 V; V。
16.3.8×105mV= V
题型四 电压表的使用方法
17.关于电流表和电压表的使用,下列说法不正确的是( )
A.电流表不能直接连接到电源两极 B.应先使用小量程进行“试触”
C.使用前应检查指针是否对准零刻度线 D.电压表使用时应与待测用电器并联
18.关于电压表的使用,下列说法错误的是( )
A.电压表应并联在被测电路两端
B.应该让电流从电压表的“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出
C.被测电压不得超过电压表的量程
D.不可以把电压表直接接到电源两端
19.关于电流表和电压表的使用方法,下列说法正确的是( )
A.连接时应使标有“-”号的接线柱靠近电源的正极
B.一般先用较大量程进行快速试触
C.必须将电压表和被测的用电器并联。若将用电器和电压表串联,则电压表将会没有示数
D.实验室中常见的电流表和电压表分度值相同
题型五 电压表的读数
20.学生实验用的电压表,当使用“﹣”和“15”两个接线柱时,电压表的量程和最小刻度值分别是( )
A.15V,0.5V B.15V,1V C.3V,0.1V D.3V,0.05V
21.如图所示,是电压表的表盘,其示数是( )
A.2.3V B.11.5V
C.2.6V D.2.3V或11.5V
22.如图所示,电压表的示数为( )
A.2.2V B.10.2V C.2.04V D.11V
23.如图所示,使用此仪表时,应 在电路中,此时的示数为 。
题型六 测量电压
24.如图所示电表使用时应与被测电路 (选填“串联”或“并联”), (选填“可以”或“不可以”)将它的正负接线柱分别与干电池的正负极直接相连。
25.在下图中,能用电压表直接测出灯L1两端电压的电路图是( )
A.B.C.D.
26.把电压表接入用电器两端测电压时,指针偏转情况如图所示,接下来进行的操作是 。
27.如图所示电路中,甲、乙两处分别接入电流表或电压表,当开关闭合后,下列接法中能使两灯均发光的是( )
A.甲、乙均接电压表 B.甲、乙均接电流表
C.甲接电流表、乙接电压表 D.甲接电压表、乙接电流表
题型七 测量水果电池电压
28.小明在用橙子做水果电池时,用导线将电压表的两个接线柱分别连在铜片和锌片上,观察到电压表指针如图所示。下列说法正确的是( )
A.该水果电池的铜片端是负极 B.该水果电池两端的电压为3V
C.该电池内部的电流方向是从铜片到锌片 D.该现象说明橙子内部是导体
29.在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片插入盐水中,就制成了一个电池。用电压表测量这个自制电池的电压,其现象如图所示。下列说法中错误的是( )
A.铜片是电池正极
B.锌片是电池负极
C.若拆除电压表,铜片和锌片之间仍然有电压
D.电压表的正负接线柱接反了
题型八 电压类比水压
30.一节新干电池的电压为 伏,上海地区家庭照明电路的电压为 伏。我们将如图所示的电路与“水路”进行类比,电路中的 相当于在“水路”中抽水机的作用, 促使导体中自由电荷定向移动,形成了 。
31.学生学习电学知识时,在老师的引导下,联想到如图甲所示的力学现象,进行比较并找出类似规律.下列说法不正确的是( )
A.电压使电路中形成电流,类似水压使水管中形成水流
B.电源是提供电压的装置,类似抽水机是提供水压的装置
C.电灯发光时消耗电能,类似抽水机工作时消耗水能
D.电流通过电灯时,消耗电能转化为内能和光能,类似水流通过水轮机时,消耗水能转化为水轮机的动能
题型九 作图题
32.取一个橙子从中间切开,把金属片A、B分别插入其中,就制成了一个水果电池。用调零好的电压表测量水果电池电压的情景如图所示,请在图中标出水果电池的“+”“﹣”极。
33.在图所示电路的○里填上适当的电表符号,使之成为正确的电路图。
34.请在如图所示的电路图中的内填上相应的电表符号(电压表或电流表)。
35.如图所示,请把电压表连入电路,测量两端的电压。
题型十 实验题
36.为了测量某个小灯泡工作时的电压和电流,必须把电压表 联在电路中,把电流表 联在电路中。若实验中,两个表的示数如图所示,则小灯泡两端的电压是 伏,通过它的电流是 安。
37.使用电流表时,所测电流不得超过它的 ,必须使电流从它的 接线柱流进(选填“+”或“-”)。使用电压表时,电压表应 (选填“串联”或“并联”)在电路中,某一次测量时观察到接在待测灯泡两端的电压表示数如图所示,则灯泡两端的电压为 伏。电压表 选填“允许”或“不允许”)直接测电源两端电压。
38.在水果中平行插入两片不同金属制成的极板,就组成了一个水果电池,如图所示:小亮同学在课外实践活动中探究影响水果电池电压大小的因素
猜想一:水果电池电压可能与水果的种类有关
猜想二:水果电池电压可能与极板的材料有关
为了验证猜想,小亮在不同水果中插入不同金属制成的极板,并保持两块极板间的距离、极板插入水果的深度不变,实验记录如下表所示。
实验序号
水果种类
两极板间电压 U/V
铁—锌
铁—铜
铜—锌
1
苹果
0.6
0.7
1.0
2
菠萝
0.5
0.6
0.9
3
梨
0.4
0.5
0.8
4
橙子
0.7
0.8
1.1
(1)为了验证猜想一,保持其他条件不变,改变 ,多次实验,根据数据信息可知:猜想一是 (选填“正确”或“错误”)的;分析数据可知,上表中 水果最适合做水果电池;
(2)分析数据可知,水果电池电压与极板材料有关,表中效果最好的两极板材是 ;
(3)图中,与电压表标有“3”字样的接线柱相连的极板是水果电池的 极,若要使电压表指针偏转角度更大,可将多个水果电池 联;
(4)将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化,由此,可以提出一个可探究的科学问题是 。
知识导图记忆
知识目标复核
1.电压类比为水压;分析产生可持续电流的条件
2.电压及其单位;
3.测量电压。
一、单选题
1.在下面的物理学家中,用其名字来命名电压单位的是( )
A.牛顿 B.安培 C.瓦特 D.伏特
2.我国家庭电路的电压为( )
A.1.5伏 B.2伏 C.220伏 D.380伏
3.一节干电池的电压为( )
A.1.5伏 B.24伏 C.36伏 D.110伏
4.电源适配器(俗称充电器)在给手机充电时,电压约为( )
A.5伏 B.24伏 C.36伏 D.220伏
5.如下图所示,电压表的示数为( )
A.5.3V B.1.3V C.6.5V D.1.6V
6.关于电流表和电压表的使用方法,下列说法正确的是
A.测量电压时,电压表必须与被测电路串联
B.测量电流时,电流表必须与被测电路串联
C.不管是电流表还是电压表,连接时必须使电流从“+”接线柱流出,从“–”接线柱流入
D.电压表的量程改变后,每小格表示的值仍保持不变
7.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
二、填空题
8.完成下列单位换算:0.2kV= V;2400mA= A。
9.电压是形成 的原因,一节普通干电池的电压 V,家庭照明电路的电压是 V,对人体来说安全电压 V ,电源是提供 的装置。
10.一节干电池的电压为 伏,我国家庭电路的电压为 伏,某收音机正常工作时的电压为6伏,需用 节干电池一起为它供电.
11.如图1所示器材名称是 , 图中A端是它的 极,图2所示的实验器材名称是 ,当使用图中所示的两个接线柱时 , 它所能测量的最大值是
12.电压表读数时,看清刻度盘上标的 和最小分度值.使用规则:
(1)电压表要 在电路中(均选填“串联”或“并联”);
(2)电流从电压表的 接线柱流入,从 接线柱流出,否则指针会反偏;……
13.物理学习有很多种方法,我们可以用“类比法”学习电学概念,如图,根据图中所示,我们可以将电路中的 类比为水路中的水流, 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 。
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