内容正文:
第3节 电压及其测量-(二)研究串、并联电路的电压特点(探究实践)
学习目标
1. 初步学会使用电压表测电压。
2. 通过实验,了解串联电路和并联电路各部分电压的关系。
1. 如图所示,探究串联电路中电压的规律时,小雨用电压表测出AB、
BC、AC两端的电压分别为UAB=3 V,UBC=3 V,UAC=6 V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( D )。
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
D
2. 下列各图是几名同学测量灯泡L2两端电压的电路图,其中正确的是
( C )。
A. B. C. D.
C
3. 一个开关同时控制两只灯泡,用电压表分别测两只灯泡两端的电压,
发现电压表的示数相等,则这两只灯泡( C )。
A. 一定是串联 B. 一定是并联
C. 可能是串联,也可能是并联 D. 一定不是串联
【解析】如果两只灯泡的规格相同,当它们串联在电路中时,分得的电
压相同;如果两只灯泡并联在电路中,则它们两端的电压相同;两只灯
泡的规格未知,由以上分析可知:它们既可能是串联,也可能是并联。
C
4. 在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两只电压表指针的偏转均如
图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为 4.8 V和 1.2 V。
4.8
1.2
5. 如图所示,当S1闭合、S2断开时,电压表的示数为2.5 V;当S1断开、
S2闭合时,电压表的示数为6 V。灯L1两端的电压为 2.5 V,灯L2两端
的电压为 3.5 V,电源电压为 6 V。
2.5
3.5
6
【解析】由电路图可知,当S1闭合、S2断开时和当S1断开、S2闭合时,两
灯泡始终串联;当S1断开、S2闭合时,电压表测电源电压,已知此时电
压表的示数为6 V,则电源电压U=6 V;当S1闭合、S2断开时,电压表测L1两端的电压,所以灯L1两端的电压U1=2.5 V,则灯L2两端的电压U2=U-U1=6 V-2.5 V=3.5 V。
6. 在如图甲所示的电路中,闭合开关后,两只电压表指针的偏转均如图
乙所示,则L1和L2两端的电压分别为( B )。
A. 1.7 V、6.8 V B. 6.8 V、1.7 V
C. 1.7 V、8.5 V D. 8.5 V、1.7 V
B
【解析】由题图可知,闭合开关,两灯串联,电压表V2测灯泡L2两端的
电压,电压表V1测电源电压。两表指针位置相同,由于串联电路两端的
总电压等于各部分电路两端的电压之和,则电压表V2的示数小于电压表
V1的示数,电压表V2选择的量程是0~3 V,分度值为0.1 V,示数为1.7 V,即灯泡L2两端的电压U2=1.7 V,电压表V1选择的量程是0~15 V,分度值为0.5 V,示数为8.5 V,即电源电压U=8.5 V,所以灯泡L1两端的电压U1=U-U2=8.5 V-1.7 V=6.8 V,故B正确。
7. 【株洲】如图所示的电路中各元件完好,a、b、c、d、e、f为接线
柱,将电压表接在其中两个接线柱上,开关闭合时,电压表的示数为0
V;开关断开时,电压表有示数。与电压表相连的两个接线柱可能是
( D )。
A. a和b B. c和d C. a和f D. e和f
D
【解析】图示电路中各元件完好,电压表有示数,说明电压表与电源的
两端相连;电压表没有示数,说明电压表与电源的两端不相连,或电压
表被短路。将电压表接在a和b之间,开关闭合时,电压表测电阻两端的
电压,电压表有示数;开关断开时,整个电路断路,电压表没有示数,
A不符合题意。将电压表接在c和d之间,开关闭合时,电压表测滑动变
阻器两端的电压,电压表有示数;开关断开时,整个电路断路,电压表
没有示数,B不符合题意。将电压表接在a和f之间,电压表直接与电源
两端相连,开关断开或闭合时,电压表都有示数,C不符合题意。将电
压表接在e和f之间,开关闭合时,电压表被短路,电压表没有示数;开
关断开时,电压表与电源两端相连,电压表有示数,D符合题意。
8. 在“探究电路的电压规律”的实验中,已知R1>R2,电压表V1、V2、V3的示数分别是4 V、2 V、6 V,则测量时的电路图应是( D )。
A. B. C. D.
D
【解析】A:R1和R2组成并联电路,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2
测R1两端的电压,电压表V3测电源电压,根据并联电路电压的特点,三
个电压表的示数应该相等,A不符合题意;B:R1和R2组成串联电路,电
压表V1测R2两端的电压,电压表V2测R1两端的电压,电压表V3测电源电
压,由于R1>R2,所以V2的示数应大于V1的示数,并且V3的示数等于V1和V2的示数和,B不符合题意;C:R1和R2组成并联电路,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电压表V3测电源电压,根据并联
电路电压的特点,三个电压表的示数应该相等,C不符合题意;
D:R1和R2组成串联电路,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端
的电压,电压表V3测电源电压,由于R1>R2,所以V1的示数应大于V2的示数,并且V3的示数等于V1和V2的示数和,D符合题意。
9. 如图所示,a、b、c是三个电表,且电路连接没有错误,两个灯泡均
正常发光,已知a、b、c三个电表读得的数值依次为1.5、1.2、2.5(单位
是A或V)。则b为 电流表 (填“电流表”或“电压表”);电源电压
为 2.5 V;通过L1的电流是 0.3 A。
电流表
2.5
0.3
【解析】因为两灯均正常发光,则两灯和电源之间必定是通路,若两灯
串联,则a、c为电流表,b为电压表,因为a、c两个电表的示数不相
等,故此情况不成立;若两灯并联,则a、b为电流表,c为电压表,a测
量干路的电流,则I=1.5 A,b测量通过灯L2的电流,则I2=1.2 A,c测量电源电压,则电源电压是2.5 V,由于并联电路中,干路电流等于各支路电
流之和,故通过灯L1的电流I1=I-I2=1.5 A-1.2 A=0.3 A。
10. 小明和小华在“探究串联电路电压规律”的实验中,都设计了如图甲
所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针偏转如图乙所示,接下来他要
对电压表进行的操作是 调零 。
调零
(2)小明根据图甲所示连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为
零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是 L2断路(或L1短
路) (写出一种即可)。
UAB/V UBC/V UAC/V
1.4 1.4 2.8
L2断路(或L1短
路)
(3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在右表中。分析实
验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的总电压 等于 各部分电
路两端电压之和;②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
(4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出小明得出的结论②是
错误的,造成结论错误的原因是 选用相同规格的灯泡做实验 。另
外,小明的实验在设计方案上还存在的另一个不足之处是 只测了一组
实验数据,得出的实验结论具有偶然性和片面性 。
等于
选用相同规格的灯泡做实验
只测了一组
实验数据,得出的实验结论具有偶然性和片面性
11. 【自贡】在如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数为7.5
V,电压表V2的示数为9 V。若电源电压为12 V,则L2两端的电压是
( A )。
A. 4.5 V B. 5.5 V
C. 3 V D. 2 V
A
【解析】由题图可知,L1、L2、L3串联,电压表V1测L1、L2两端的电压,
电压表V2测L2、L3两端的电压,由于串联电路中总电压等于各分电压之
和,则U1+U2=7.5 V①,U2+U3=9 V②,U1+U2+U3=12 V③,由①②③式解得U2=4.5 V。
12. 【达州】如图所示的电路,闭合开关后,整个电路正常工作。若其
中一盏灯突然熄灭,两只电表示数均变大,则该电路可能发生的故障为
( A )。
A. L1短路 B. L2短路
C. L1开路 D. L2开路
A
【解析】串联电路中,“一盏灯突然熄灭”是短路现象,电路中电流变
大;被短路的灯熄灭,分压变为0,另一盏灯依然能发光且亮度大于之
前,分压会变大。电压表测量的是L2两端的电压,由题可知,电压表示
数变大,即L2两端的电压变大,因此L2无故障,故障是L1短路。
13. 探究并联电路中电压的特点。
(1)完成电路(如图甲所示)的连接(电源为3 V的电池组),要求电
压表测L2两端的电压。
【答案】如图所示。
(2)读出电压表(如图乙所示)的示数为 2.6 V。
2.6
(3)进一步分析实验数据后,实验小组的小瑛发现了一个重要问题:
并联的两只灯泡的电压明显小于3.0 V,还有部分的电压哪里去了呢?小
瑛断开开关S,测量电源电压只有2.8 V;闭合开关S,测量电源两端电压
发现电压更低,只有2.65 V。请分析并回答下列问题:
①断开开关S,测量电源电压只有2.8 V而达不到3 V的原因可能是 电池
用久了,电量不足 。
②闭合开关S,测量电源两端电压发现电压更低,只有2.65 V。这时的电
压减小是不是由线路上的电阻引起的? 不是 (填“是”或“不是”),
理由是 电池本身有内阻,会分担一部分电压 。
电池
用久了,电量不足
不是
电池本身有内阻,会分担一部分电压
$第3节 电压及其测量-(一)电路的动力源、电压的测量
学习目标
1. 利用类比法理解电压的概念,知道电压的符号、单位、单位符号和单
位换算。
2. 了解伏打电堆及其构造,了解常见的电压值,了解电池的构造和工作
原理。
3. 知道电压表的使用规范,会使用电压表测电压。
1. 下列关于电压的说法,错误的是( C )。
A. 电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的必要条件
B. 电路中没有电流也可能有电压
C. 电路中没有电压也可能有电流
D. 对人体安全的电压不高于36 V
C
2. 如果某次电学实验不能正常进行,需要判断干电池是否已报废,可取
一节干电池,用电压表来测量它的电压。下列步骤中,正确的是
( C )。
①把电压表的正接线柱与干电池的负极接触,负接线柱与正极接触 ②
在刻度盘上读出电压值 ③选择电压表的量程为0~3 V ④把电压表的
负接线柱与干电池的负极接触,正接线柱与正极接触 ⑤选择电压表的
量程为0~15 V
A. ③②① B. ①②⑤
C. ③④② D. 无法测量
C
3. 如图所示为小明在某次测量中连接的实物图,以实物图为依据画出电
路图,其中正确的是( B )。
B
A. B. C. D.
4. 电压表的表盘及指针如图所示,若接“0~15 V”量程,则电压表的示数
为 4.5 V;若接“0~3 V”量程,则表盘上每一小格代表 0.1 V,示数
为 0.9 V。
4.5
0.1
0.9
5. 不同的电源会产生不同的电压,不同的用电器所需的电压不一定
相同。
(1)一节普通干电池的电压为 1.5 V。
(2)我国家庭照明电路的电压为 220 V,工厂动力用电电压
为 380 V。
(3)家用小汽车的12 V电池是由 6 只蓄电池串联而成的。
1.5
220
380
6
6. 在如图所示的电路中,当开关S断开时,下列说法中,正确的是
( B )。
A. 电源两端的电压为零 B. 电灯两端的电压为零
C. 开关两端的电压为零 D. 以上说法都不正确
B
【解析】电源是提供电压的装置,故电源两端有电压,故A错误;电灯
的右端与电源的正极相连,电灯的左端处于断路,因此电灯两端的电压
为0,故B正确;开关的左端与电源的负极相连,开关的右端与电源的正
极相连,两极存在电压,因此开关两端有电压,故C错误;由上述分析
可知,D错误。
7. 如图所示,当开关S闭合后,灯泡正常发光,两只电表均完好有示
数。若将电流表与电压表位置互换,则( C )。
A. 电流表、电压表都会被烧坏
B. 电压表会被烧坏,电流表不会被烧坏
C. 电流表、电压表都不会被烧坏
D. 电流表会被烧坏,电压表不会被烧坏
【解析】电流表与电压表位置互换后,电压表串联在电路中,电流表与
灯泡并联;因为电压表的电阻很大,电路中电流很小,所以不会烧坏电
流表和电压表。
C
8. 如图甲所示的电池盒,盒外有三个接线柱A、B、C;盒内有三个5号电
池插槽,六个接线柱a、b、c、d、e、f。若这个电池盒内部的实际连接
情况如图乙所示,则下列关于选择盒外不同接线柱所获得的电压的说
法,正确的是( D )。
A. 选择A、C两接线柱时获得的电压为3 V
B. 选择B、C两接线柱时获得的电压为1.5 V
C. 选择A、B两接线柱时获得的电压为4.5 V
D. 使用该电池盒能获得1.5 V、3 V及4.5 V的电压
D
【解析】根据题图乙可知,A、C间为三节干电池串联而成,因此A、C间
的电压为3×1.5 V=4.5 V,并且C为正极,A为负极,故A错误;B、C间为两节干电池串联而成,因此B、C间的电压为2×1.5 V=3 V,并且C为正极,B为负极,故B错误;A、B间为一节干电池,因此A、B间的电压为
1.5 V,并且B为正极,A为负极,故C错误;综上所述,使用该电池盒能
获得1.5 V、3 V及4.5 V的电压,故D正确。
9. 如图所示,已知L1和L2两只灯泡并联,则在①②③三个电表(电流表
或电压表)中, ①③ (填序号)是电流表。闭合开关S后,L1和L2都
能正常发光,过了一会儿,L1的灯丝烧断突然熄灭,L2的亮度会 不
变 (填“变亮”“不变”或“变暗”),电表②的示数 不变 (填“变
大”“变小”或“不变”)。
①③
不
变
不变
10. 按如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙中的实物连接起
来,导线不能交叉。(已知图甲中电压表V1的示数是1.8 V,电压表V2的
示数是3 V)
【答案】如图所示。
11. 小明、小丽在课堂上完成了用电压表测小灯泡两端电压的活动,其
活动过程如下:
(1)小明在检查实验器材时发现电压表的指针位置如图甲所示,接下
来他要对电压表进行的操作是 调零 。
调零
(2)问题解决后,小明按如图乙所示电路图连接好电路,闭合开关S,
用电压表测出L1两端的电压。测L2两端的电压时,为了节省实验时间,
他采用了以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,测B、C间的电压。小明用此方法能否测出L2两端的电压?为什么? 不能,因为电压表的正、负接线柱接反了 。
(3)小丽把电压表并联在A、B两点,测量L1两端电压,闭合开关S后,
发现L1不亮,L2亮,电压表的示数为零,则电路中出现的故障可能
是 L1短路(或A、B间短路) 。
不能,因为电压表的正、负接线柱接反了
L1短路(或A、B间短路)
12. 【内江】将完好的电流表、电压表、小灯泡连接成如图所示的电
路,各处接触良好。当开关S闭合后,会出现( C )。
A. 电流表指针明显偏转 B. 小灯泡发光
C. 电压表指针明显偏转 D. 电池被烧坏
C
【解析】由题图可知,电压表与电流表、灯泡串联,由于电压表的内阻
很大,所以电路中的电流几乎为零,故电流表指针几乎没有偏转、灯泡
不会发光、电池不会被烧坏;电压表两端的电压几乎等于电源电压,故
电压表指针明显偏转,C符合题意。
13. 【济南】如图所示的电路中,甲、乙、丙为电流表或电压表。闭合
开关S后,要使小灯泡L1、L2均能发光并且组成串联电路,则
( B )。
A. 甲为电流表,乙、丙为电压表
B. 乙为电流表,甲、丙为电压表
C. 甲为电压表,乙、丙为电流表
D. 乙为电压表,甲、丙为电流表
B
【解析】要使灯泡L1、L2组成串联电路,则电路中的电流路径只有一
条,灯泡L1、L2应依次连接;所以甲、丙两电表应是相当于开路的电
表,即电压表,乙电表应是相当于导线的电表,即电流表。
14. 水果中含有果酸。如图所示,在水果中插入两块由不同金属制成的
极板,就组成了一个水果电池。某科学兴趣小组对影响水果电池电压大
小的因素进行了实验探究。
(1)在不同的水果中插入由不同金属制成的极板,并保持两块极板之
间的距离、极板与水果的接触面积不变,用电压表直接测量两块极板之
间的电压,结果如下表所示(单位:V):
极板类型 铁—锌 铁—铜 铜—锌
苹果 0.55 0.60 0.95
梨 0.40 0.50 0.90
菠萝 0.50 0.55 1.00
橙子 0.70 0.78 1.05
①在右上方的方框中画出这个实验的电路图。
【答案】如图所示。
②分析实验数据可以得出:在上述条件下,水果电池的电压除了与 极
板的材料 有关外,还可能与 水果种类 有关。
(2)若该科学兴趣小组的同学选用一只橙子并用铜—锌作极板,研究
水果电池的电压跟极板与水果的接触面积之间的关系时,应控制 极板
间的距离 不变。
(3)关于影响水果电池电压大小的因素,你还可以研究的问题是 水
果电池的电压与极板间的距离是否有关 (写出一个)。
极
板的材料
水果种类
极板
间的距离
水
果电池的电压与极板间的距离是否有关
$