内容正文:
15.4测量:用电压表测电压(2)
一、选择题
1.下列电路连接正确的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S时,电压表示数的变化情况为( )
A.无法判断 B.电压表的示数不变
C.电压表的示数变小 D.电压表的示数变大
3.小东连接的电路如图所示,他所用的电源是四节新干电池串联组成的电池组,当他将开关闭合后,L1两端的电压为4V,则电压表的示数为( )
A.10V B.6V C.4V D.2V
4.在如图所示的电路中,闭合开关,两灯均发光,则( )
A.电压表V的示数等于V1的示数
B.电压表V1的示数大于V2的示数
C.电流表A的示数大于A1的示数
D.电流表A2的示数大于A1的示数
5.如图所示,要将导线M、N与ABCD四个接线柱中任意两个连接,使两灯构成并联,且开关闭合后电压表指针正常偏转的接法共有( )
A.两种 B.四种 C.六种 D.八种
6.如图所示,R1和R2均为定值电阻,闭合开关S,电流表指针明显偏转,电压表几乎无示数,如果只有R1或R2一处发生了故障,则下列判断正确的是( )
A.R1短路 B.R2短路 C.R1断路 D.R2断路
7.如图(a)所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.2V 10V B.10V 2V C.2V 8V D.8V 2V
8.两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中,以下哪个特点可以确认两灯是并联的( )
A.两灯亮度不同
B.通过两灯的电流不相等
C.通过两灯的电流相等
D.无法判断
二、填空题
9.如图所示,乙和丙分别是电路图甲中V1和V2的读数示意图。其中V1读数是 V,V2读数是 V,那么L1两端的电压是 V,L2两端的电压是 V,L1、L2的总电压是 V,电源电压是 V。
10.如图所示,在探究串联电路电压关系的实验中,小磊同学先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点,电压表的示数为3V.已知R1=5Ω,则电阻R2两端的电压为 V,通过R2的电流为 A.如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点,这种接法是错误的,理由是 。
11.如图甲所示的电路中,L1两端的电压为U1=3.7V,L2两端的电压如图乙所示,则L2两端的电压U2= V,电源电压U= V。
12.两个相同的小灯泡串联起来接入电路中,正常工作。如果其中一只灯泡发生了断路,另一只灯泡也不能工作。用一根导线或电压表与其中一只小灯泡并联,就能检测出发生断路的小灯泡。你认为用 (选填“导线”或“电压表”)检测更好些,理由是 。
13.某同学连接的电路如图所示,他所用的电源是四节新干电池串联组成的电池组,当他将开关闭合后,电压表的示数为2V,则L1两端的电压为 V。
三、实验探究题
14.在“探究串联电路电压的特点”实验中:
某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2数据如表:
U/V
U1/V
U2/V
2.6
1.3
1.3
(1)该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是 (用题中物理量符号表示)。
(2)实验过程中,若L1灯丝断了,观察到电压表V1示数为 ,电压表V2示数为 。
(3)该实验还有待改进,请写出其中一点: 。
15.实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。老师引导同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究:
(1)测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点,是为了测量灯泡 的电压,闭合开关,电压表的示数(如图乙所示)是 V。
(2)测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较 (选填“粗”或“细”)的导线,原因是 。
(3)完成以上步骤后,他们准备测量开关两端的电压,你觉得这一步骤 (选填:“有”或“没有”)必要。
15.4测量:用电压表测电压(2)
参考答案与试题解析
一、选择题
1.下列电路连接正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】电流表应串联在电路中,电压表应并联在电路两端,电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出,据此分析做出判断。
【解答】解:A、图中电流表串联,电流从负接线柱流入,接法错误,故A错误;
B、图中电流表与灯并联,会造成电源短路,故B错误;
C、图中电压表并联,电流从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出,可以正常工作,故C正确;
D、图中电压表并联在电路中,电流从负接线柱流入,接法错误,故D错误。
故选:C。
【点评】了解电压表和电流表的特点和连接方法,注意电路不能产生短路现象。
2.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S时,电压表示数的变化情况为( )
A.无法判断 B.电压表的示数不变
C.电压表的示数变小 D.电压表的示数变大
【答案】B
【分析】由电路图可知,闭合开关S后,L1与L2并联,电压表V测电源电压,根据电源的电压可知闭合开关S时,电压表示数的变化情况。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S后,L1与L2并联,电压表V测电源电压,因电源电压保持不变,所以闭合开关S时,电压表示数不变,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了电路的动态分析,掌握电路的连接是解题的关键。
3.小东连接的电路如图所示,他所用的电源是四节新干电池串联组成的电池组,当他将开关闭合后,L1两端的电压为4V,则电压表的示数为( )
A.10V B.6V C.4V D.2V
【答案】D
【分析】一节干电池的电压为1.5V,根据串联电路的电压特点可知电源的电压;由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压;根据串联电路的电压特点求出L2两端的电压。
【解答】解:根据串联电路中总电压等于各分电压之和,且一节干电池的电压为1.5V,
可知四节新干电池组成电源的电压U=4×1.5V=6V;
由电路图可知,两灯泡串联,已知L1两端的电压为4V,
电压表测L2两端的电压,即U2=6V﹣4V=2V;所以电压表的示数是2V。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点,关键是电压表所测电路元件的判断,要注意一节干电池的电压为1.5V。
4.在如图所示的电路中,闭合开关,两灯均发光,则( )
A.电压表V的示数等于V1的示数
B.电压表V1的示数大于V2的示数
C.电流表A的示数大于A1的示数
D.电流表A2的示数大于A1的示数
【答案】A
【分析】根据并联电路的电压规律“各支路两端电压相等,且都等于总电压(电源电压)”;
串联电路的电流规律:串联电路中电流处处相等,对各个选项逐一分析即可。
【解答】解:
(1)甲图中两灯泡并联,电压表V1测量灯泡L1两端电压,电压表V2测量灯泡L2两端电压,电压表V测量电源电压;
由“各支路两端电压相等,且都等于总电压(电源电压)”可知,V示数等于V1示数,也等于V2示数,故A正确,B错误;
(2)乙图中两灯泡串联,电流表测量电路中的电流,由“串联电路中电流处处相等”可知,A示数等于A1示数,也等于A2示数,故CD错误。
故选:A。
【点评】此题主要考查并联电路的电压规律和串联电路的电流规律,其中分清两图中两灯泡的连接方式是关键。
5.如图所示,要将导线M、N与ABCD四个接线柱中任意两个连接,使两灯构成并联,且开关闭合后电压表指针正常偏转的接法共有( )
A.两种 B.四种 C.六种 D.八种
【答案】B
【分析】根据电路的连接和电压表的使用规则进行分析。
【解答】解:
电压表与灯泡并联且遵循“正进负出”,故将M接B或D能保证电流从电压表的正接线柱流进,将N接A或C保证两灯并联、且电流从电压表的负接线柱流出,故有AB两接线柱、AD两接线柱、CB两接线柱、CD两接线柱 这四种接法。
故选:B。
【点评】本题考查了基本电路的连接和电压表的使用规则,是一道基础题。
6.如图所示,R1和R2均为定值电阻,闭合开关S,电流表指针明显偏转,电压表几乎无示数,如果只有R1或R2一处发生了故障,则下列判断正确的是( )
A.R1短路 B.R2短路 C.R1断路 D.R2断路
【答案】A
【分析】由电路图知,闭合开关S,两电阻串联,电流表测电路中电流,电压表测R1两端电压;闭合开关S,电流表指针明显偏转,说明电路为通路,即没有断路,电压表没有示数,说明与电压表并联的电阻被短路,据此分析判断故障的原因。
【解答】解:由电路图知,闭合开关S,两电阻串联,电流表测电路中电流,电压表测R1两端电压。
闭合开关S,电流表指针明显偏转,说明电路为通路,即没有断路,故CD错误;
若R1短路,则电压表也被短路,电压表无示数,电路为R2的简单电路,有电流通过R2和电流表,则电流表有示数,符合题意,故A正确;
若R2短路,电路为R1的简单电路,有电流通过R1和电流表,R1两端电压等于电源电压,则电压表和电流表都有示数,不符合题意,故B错误;
故选:A。
【点评】本题考查了用电流表和电压表判断电路故障,难度不大。
7.如图(a)所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图(b)所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.2V 10V B.10V 2V C.2V 8V D.8V 2V
【答案】D
【分析】(1)分析电路结构,明确各电路元件的连接方式,根据电压表所测电路确定两电压表的量程;
(2)确定电压表量程、分度值,读出电压表的示数,由串联电路特点求出两电阻两端的电压。
【解答】解:(1)由电路图知,两电阻R1与R2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测电阻R2两端的电压;
电压表V1示数大于电压表V2示数,两个电压表指针偏转角度相同,则电压表V1量程是15V,电压表V2量程是3V;
(2)电压表V1量程是15V,分度值是0.5V,电压表示数U1=10V;电压表V2量程是3V,分度值是0.1V,电压表示数是2V;
则电阻R2两端的电压U2=UV2=2V,由串联电路特点知,电阻R1两端的电压U1=UV1﹣UV2=10V﹣2V=8V。
故选:D。
【点评】本题考查了求电阻两端的电压,分清电路结构、明确电路元件的连接方式确定电压表的量程是本题的难点、也是本题的解题关键。
8.两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中,以下哪个特点可以确认两灯是并联的( )
A.两灯亮度不同
B.通过两灯的电流不相等
C.通过两灯的电流相等
D.无法判断
【答案】B
【分析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率;
如果通过两个用电器的电流不相等,这两个用电器一定是并联的;
如果通过两个用电器的电流相等,则可能是串联,也可能是并联。若是不同的用电器则是串联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
【解答】解:
A、灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,两灯亮度不同,只是实际功率不同,并不能说明两灯泡的连接方式,故A错误;
BCD、串联电路中电流处处相等,并联电路中各支路的电流不一定相等,所以,通过两灯的电流不相等,则两灯一定是并联的,故B正确,CD错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查了串并联电路中电流的规律,属于一道基础题。
二、填空题
9.如图所示,乙和丙分别是电路图甲中V1和V2的读数示意图。其中V1读数是 2 V,V2读数是 7.5 V,那么L1两端的电压是 2 V,L2两端的电压是 5.5 V,L1、L2的总电压是 7.5 V,电源电压是 7.5 V。
【答案】2;7.5;2;5.5;7.5;7.5。
【分析】由电路图可知,闭合开关后两只灯泡串联,电压表V2测量电源电压,V1测量灯泡L1两端电压;根据串联电路特点和电压表读数方法确定两只电压表的示数,进一步得到电源电压和两只灯泡的两端电压。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关后两只灯泡串联,电压表V2测量电源电压,V1测量灯泡L1两端电压;
已知电压表V1和V2的示数分别如图甲、乙所示,且V1选用的是小量程0~3V,V2选用的是大量程0~15V,
则电压表V1的示数(即L1两端的电压):U1=2V;
电压表V2的示数(即电源电压):U=7.5V,
根据串联电路的电压特点可得,L2两端的电压U2=U﹣U1=7.5V﹣2V=5.5V。
故答案为:2;7.5;2;5.5;7.5;7.5。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点,关键是电表所测电路元件的辨别以及电表量程的判断和读数。
10.如图所示,在探究串联电路电压关系的实验中,小磊同学先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点,电压表的示数为3V.已知R1=5Ω,则电阻R2两端的电压为 2 V,通过R2的电流为 0.2 A.如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点,这种接法是错误的,理由是 会导致电压表“+、﹣”接线柱接反 。
【答案】见试题解答内容
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点时,电压表测电源两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电阻R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出通过R2的电流;如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点时,根据电压表正确使用判断这种接法错误的原因。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,则电阻R1两端的电压U1=1V,
保持电压表接A点不动,将接B点的那段导线改接到C点时,电压表测电源两端的电压,则U=3V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电阻R2两端的电压U2=U﹣U1=3V﹣1V=2V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过R2的电流I2=I10.2A;
如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到C点时,会导致电压表“+、﹣”接线柱接反,这种接法是错误的。
故答案为:2;0.2;会导致电压表“+、﹣”接线柱接反。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,知道电压表的正确使用是关键。
11.如图甲所示的电路中,L1两端的电压为U1=3.7V,L2两端的电压如图乙所示,则L2两端的电压U2= 2.3 V,电源电压U= 6 V。
【答案】见试题解答内容
【分析】先根据开关的状态分析电路的连接方式,然后根据电压表测量的对象可读出L2两端的电压,根据串联电路的电压规律可计算电源电压。
【解答】解:当开关S闭合时,电路是一个串联电路,电压表测量的是L2两端的电压,由图乙可知,此图中电压表接的是小量程,故分度值是0.1V,故示数U2=2.3V;
已知L1两端的电压为U1=3.7V,故电源电压U=U1+U2=3.7V+2.3V=6V;
故答案为:2.3;6。
【点评】此题考查了串联电路的电压规律,关键是能够正确地进行分析电路的连接方式以及电压表的测量对象。
12.两个相同的小灯泡串联起来接入电路中,正常工作。如果其中一只灯泡发生了断路,另一只灯泡也不能工作。用一根导线或电压表与其中一只小灯泡并联,就能检测出发生断路的小灯泡。你认为用 电压表 (选填“导线”或“电压表”)检测更好些,理由是 如果选择导线,可能会造成另一灯泡两端电压过高,从而烧坏灯泡 。
【答案】见试题解答内容
【分析】选择器材接入电路判断用电器故障时,应该使接入的器材和原电路安全,不能造成短路。
【解答】解:要检验灯泡故障,需要将所选器材与其中的一只灯泡并联。如果选择导线,可能会造成另一灯泡两端电压过高,从而烧坏灯泡。所以不能选择导线,用电压表更好。
故答案为:电压表;如果选择导线,可能会造成另一灯泡两端电压过高,从而烧坏灯泡。
【点评】本题考查了在判断故障分析时器材的选择,是一道中等题。
13.某同学连接的电路如图所示,他所用的电源是四节新干电池串联组成的电池组,当他将开关闭合后,电压表的示数为2V,则L1两端的电压为 4 V。
【答案】见试题解答内容
【分析】一节干电池的电压为1.5V,根据串联电路的电压特点可知电源的电压;
由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压;根据串联电路的电压特点求出L1两端的电压。
【解答】解:
根据串联电路中总电压等于各分电压之和,且一节干电池的电压为1.5V,所以四节新干电池组成电源的电压U=4×1.5V=6V;
由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,即:U2=2V;
所以L1两端的电压:U1=U﹣U2=6V﹣2V=4V。
故答案为:4。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点,关键是电压表所测电路元件的判断,要注意一节干电池的电压为1.5V。
三、实验探究题
14.在“探究串联电路电压的特点”实验中:
某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1、L2两端的电压U1、U2数据如表:
U/V
U1/V
U2/V
2.6
1.3
1.3
(1)该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是 U1+U2=U (用题中物理量符号表示)。
(2)实验过程中,若L1灯丝断了,观察到电压表V1示数为 2.6V ,电压表V2示数为 0V 。
(3)该实验还有待改进,请写出其中一点: 换不同规格的小灯泡再进行多次实验 。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)串联电路的电压规律:串联电路的总电压等于各部分电路的电压之和;
(2)由图可知两灯泡串联,灯L1、L2串联,电压表V1测灯Ll两端的电压,电压表V2测灯L2两端的电压;则由电路出现该现象的原因分析电压表示数的变化。
(3)电路中换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
【解答】解:(1)由图表可知,该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电压的关系是:U1+U2=U;
(2)实验过程中,若L1灯丝断了,电压表V1测灯Ll两端的电压此时是电源的电压,电压表V1示数为2.6V;由于电路断路,电压表V2测灯L2两端的电压,示数为0V;
(3)该实验还有待改进,电路中换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
故答案为:(1)U1+U2=U;(2)2.6V;0V;(3)换不同规格的小灯泡再进行多次实验。
【点评】此题考查了串联电路中的电压规律,要掌握规律的内容,并能分析电路故障。
15.实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。老师引导同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究:
(1)测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点,是为了测量灯泡 L1 的电压,闭合开关,电压表的示数(如图乙所示)是 1.7 V。
(2)测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较 细 (选填“粗”或“细”)的导线,原因是 在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,分压大,更容易观察到实验现象 。
(3)完成以上步骤后,他们准备测量开关两端的电压,你觉得这一步骤 有 (选填:“有”或“没有”)必要。
【答案】(1)L1;1.7;(2)细;在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,分压大,更容易观察到实验现象;(3)有。
【分析】(1)电压表在使用过程中与用电器并联,电压表确定其量程与分度值,读出其示数;
(2)影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积、温度;
(3)开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多。
【解答】解:(1)电压表接在CD两点,与灯泡L1并联,测量灯泡L1的电压;
闭合开关,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数1.7V;
(2)在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,故为了能更明显地观察到导线分压的现象,需要选用较细的导线使导线的电阻大,分压多;
(3)有必要,开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多,故有必要测量开关两端的电压。
故答案为:(1)L1;1.7;(2)细;在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,分压大,更容易观察到实验现象;(3)有。
【点评】本题考查了电压表的使用和读数、影响电阻大小的因素以及探究影响“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的原因等知识,其中(3)有一定的难度。
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