内容正文:
教学内容
(
电压
)
(
同步知识梳理
)(大脑放电影~)
【知识梳理1】电路的动力源
1、电压的作用
(1)电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因。电压可给电流提供推动作用。
(2)用水流理解电流的形成,用类比法理解电压。
2、电源的作用:电源是提供电压的装置,如干电池、蓄电池、发电机等。
3、电压的单位
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。其单位还有千伏(kV )、毫伏(mV)和微伏(μV)。它们的换算关系为1千伏=1000伏,1伏=1000毫伏,1毫伏= 1000微伏
4、常见的电压值
①一节干电池U=1.5V ②家庭电路U=220V ③对人体的安全36V
【知识梳理2】电压的测量
1、电压表
(1)作用:测量电路两端电压的大小。
(2)符号:
(3)量程:常用的电压表有三个接线柱(“-”“3”和“15”),两个量程(0~ 3伏和0~ 15伏)。
(4)读数方法:
①确认所用电压表的量程。
②确认刻度盘上每个大格和每个小格表示的电压值。如图使用的量程为0~3伏,每一大格表示的电压值为1伏,每一小格表示的电压值为0.1伏。
③由指针所指的大格和小格的位置,读出电压表的示数。
注:电压表可以直接连到电源两极,测出电源的电压。电压表相当于一段断开的导线,不会对所测的电路产生影响。
2、电压表的使用规则
(1)首先要调零,明确电压表的量程和最小刻度。
(2)正确选择电压表的量程,被测电压不要超过所选量程。
(3)电压表要并联在被测电路两端。
(4)把电压表的“+”接线柱接在与电源正极相连的那端,“-”接线柱接在与电源负极相连的那端。
(5)电压表可直接连到电源的正、负极上测量电源电压(电压表电阻极大,此处相当于开路)。
3、电压表与电流表的比较
电压表
电流表
用途
测量电路两端的电压
测量电路中的电流
符号
连接方法
并联在被测电路的两端
串联在被测电路中
与电源相接
能够直接并联在电源两极上
绝对不允许不经过用电器直接连到电源两极上
相同点
使用前要调节指针指在零刻线处,弄清量程、最小刻度值;使用时都要选择合适的量程,都要待指针稳定后再读数;不能估计出电流值或电压值时可用试触法判断是否超过量程
【例题精讲】
1.如图所示,a、b、c表示电压表或电流表,当S1、S2都闭合时,下列正确说法是( )
A.b、c是电流表,而a是电压表
B.a、b是电压表,而c是电流表
C.a、b、c都是电流表
D.a、b、c都是电压表
【解答】解:图中电路是并联电路;b与电源串联,在干路中,是测干路电流的,故b是电流表;
a并联在电路中,是测量电压的,故a是电压表;
c与支路中的R2串联,是测支路R2中的电流,故c是电流表;
故选:A。
2.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.
【解答】解: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错误;
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错误;
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错误;
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正确;
故选:D。
3.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
【解答】解:A、根据指针正常偏转,电压表正负接线柱连接正确,铜片连接电压表的“+”接线柱,是正极,故A正确;
B、由图可知,电压表选择0~3V量程,分度值为0.1V,示数为0.4V,故B正确;
C、电源是提供电源的装置,水果电池是通过化学反应将化学能转化为电能,故C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,电子定向移动的方向是从铜片经水果流向锌片,故D错误。
故选:D。
4.如图所示,某兴趣小组用电压表来测量自制水果电池两端的电压。下列说法正确的是( )
A.铁片是水果电池的正极
B.该水果电池的电压是3V
C.两个水果电池串联后可提供更高电压
D.水果电池中正电荷从铜片向铁片移动
【解答】解:
A、图中电压表的指针正向偏转,说明电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连,其负接线柱与电源的负极相连,因此铜片为水果电池的正极,铁片为水果电池的负极,故A错误;
B、由图知电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则水果电池的电压为0.6V,故B错误;
C、两节电池串联时,总电压等于各个电池电压之和,所以两个相同水果电池串联后可提供更高电压,故C正确;
D、水果电池中负电荷是从正极流向负极,即从铜片向铁片移动,正电荷是从负极流向正极,即从铁片向铜片移动,故D错误。
故选:C。
5.用伏安法测电阻时,某电表的示数如图所示,其示数为( )
A.1.5安 B.7.5安 C.1.5伏 D.7.5伏
【解答】解:
由图可知,表盘上标有单位“V”,是电压表,选用的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.5V。
故选:C。
6.如图所示的电路中,两个电压表测量对象正确的是( )
A.V1测量灯L1两端的电压,V2测量灯L2两端的电压
B.V1测量灯L1两端的电压,V2测量电源电压
C.V1的读数一定小于V2的读数
D.V1测量灯L1两端的电压,V2测量灯L1和L2两端的电压
【解答】解:由图可知,该电路为串联电路;V1测量灯L2两端的电压,V2测量电源的电压(灯L1和L2两端的总电压);根据串联电路的电压规律可知,V1的读数一定小于V2的读数,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【知识梳理3】串并联电路电压特点
1、探究串联电路中电压规律的实验
(1)分别把电压表连在如图所示电路中的AB两点、BC两点、AC两点,画出电压表,并标出正、负极.
(2)通过对实验数据的分析可以得出串联电路中电压规律,用公式表示为
U总 = U电源 =UAC = UAB+UBC .
2、探究并联电路中电压规律的实验
(1)如图所示,灯L1与灯L2并联,要利用这个电路探究并联电路电压的规律,至少要用电压表进行三次测量:画出三次测量的电路图。
①第一次:将电压表并联在 A、B 两点,测出灯L1两端的电压U1;
②第二次:将电压表并联在 C、D 两点,测出灯L2两端的电压U2;
③第三次:将电压表并联在 E、F 两点,测出电源电压U3.
(2)分析实验数据得出结论:并联电路中,各支路两端的电压相等,都等于电源电压.用公式表示为 U总 = U电源=U3=U1=U2
温馨提示: 用表格总结串并联电路电压的规律
连 接
规 律
串联电路(两个电阻)
并联电路(两个电阻)
电压规律
串联电路中电路两端总电压,等
于各部分电压之和
并联电路中各支路两端的电压相等,
都等于总电压。
表达式
U=U1+U2+……
U=U1=U2=……
3、实验过程中注意的事项
(1)连接实物电路时,一定要对照电路图,可从电源的正极出发,依次经过开关小灯泡,最后回到电源的负极;电压表最后并联到所测电路的两端。(先串后并)
(2)连接实物电路过程中,开关一定要处于断开状态,原因是防止电路连接错误,造成电路短路而烧坏电源或用电器。每次连接完电路,一定要检查无误后,再闭合开关。
(3)实验中,每次读数后,应及时断开开关。
(4)实验中的2个小灯泡应选取规格不同的,否则会得出串联电路中U1=U2这一错误结论。
(5)对于需要分析实验数据而得出结论的实验,可以先将需要测量的物理量罗列出来,然后设计一个表格,把实验中测出的数据填人表格,并试着将它们分别相加相减相乘或相除等以找出这些数据之间的关系。
(6)为了验证探究结论的普遍性,可进行多次实验,其目的是选取多组数据,从而分析归纳,得出一个普遍的规律。如本实验中还可多次改变电源电压或换用规格不同的小灯泡。
【例题精讲】
1.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
【解答】解:因为电阻R1和R2串联,电压表V1测量的是电源电压,电压表V2测量的是R2电压,
根据串联电路的电压特点可知,电压表V1的示数比电压表V2的示数大;故电压表V1选的是0﹣15V的量程分度值为0.5V,根据指针位置可知,电压表读数为U=7.5V;表V2选的是0﹣3V的量程,分度值为0.1V,根据指针位置可知,电压表读数为U2=1.5V;
根据串联电路的电压特点可得,R1的电压:U1=U﹣U2=7.5V﹣1.5V=6V。
故选:B。
2.如图所示的电路中,将开关S闭合,灯L1和灯L2均发光,下列说法中正确的是( )
A.灯L1和灯L2串联
B.灯L1和灯L2两端的电压一定相等
C.通过灯L1的电流与通过灯L2的电流一定相等
D.通过灯L1的电流与通过电源的电流一定相等
【解答】解:
A、开关闭合后,电路中有两条并列的电流路径,所以灯L1和灯L2并联,故A错误;
B、两灯并联,由并联电路的电压特点可知,两灯两端的电压一定相等,故B正确;
C、当两灯泡的规格不相同时,通过灯L1和灯L2的电流一定不相等,当两灯泡的规格相同时,通过灯L1和灯L2的电流一定相等,故C错误;
D、通过电源的电流是干路电流,由于干路电流等于各支路电流之和,所以通过灯L1的电流一定小于通过电源的电流,故D错误。
故选:B。
3.如图所示电路,开关闭合时两个小灯泡正常发光,两个电压表指针均指在如图所示位置,L1、电源的电压分别为( )
A.1.4V;7.4V B.1.4V;7V C.1.4V;1.4V D.5.6V;7V
【解答】解:由电路图可知,闭合开关后,两灯串联,电压表V1测电源电压;电压表V2测L2两端的电压,由串联电路的电压特点可知,电压表V1的示数应大于电压表V2的示数;
而两个电压表指针位置相同,所以电压表V1选用的量程是0~15V,其分度值是0.5V,示数为7V,即电源电压为7V;
电压表V2选用的量程是0~3V,其分度值是0.1V,示数为1.4V,即L2两端的电压为1.4V,
由串联电路的电压特点可知,灯泡L1两端的电压为:U1=U﹣U2=7V﹣1.4V=5.6V;
故选:D。
(
课堂巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
1.某同学在做“用电压表和电流表测导体电阻”的实验时,自己设计了一个实验电路,如图所示,他无法判断甲、乙两位置应用电压表还是电流表。你认为应当( )
A.甲用电压表,乙用电流表 B.甲、乙都用电流表
C.甲用电流表,乙用电压表 D.甲、乙都用电压表
【答案】C
【解析】【分析】本题考到的知识点是电流表和电压表的使用规则。电流表要串联在电路中,测量电路中的电流;电压表要并联在电路中,测量电路两端的电压。
【解答】A、若甲用电压表,乙用电流表,此时电压表串联在电路中,由于电压表内阻很大,会导致电路中电流很小,几乎没有电流通过R1、R2,不符合 “用电压表和电流表测导体电阻” 的实验要求,故该选项错误。
B、若甲、乙都用电流表,那么会造成电源短路,这是不允许的,故该选项错误。
C、若甲用电流表,乙用电压表,电流表串联在电路中可测量电路电流,电压表并联在R2两端可测量R2的电压,符合实验电路的要求,故该选项正确。
D、若甲、乙都用电压表,电路相当于断路,没有电流通过,无法进行 “用电压表和电流表测导体电阻” 的实验,故该选项错误。
故答案为:C。
2.在如图所示的电路中,电源电压恒为5 V, 发光时的电阻都约为6 Ω,则两电表应选择的量程分别为 ( )
A.电流表(0~3A)、电压表(0~3V)
B.电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)
C.电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)
D.电流表(0~3A)、电压表(0~15V)
【答案】C
【解析】【分析】两灯泡串联,电压表并联在一个灯泡的两端,电流表串联在电路中;
已知电源电压和两灯泡的阻值相等,根据串联电路电压规律求出电压表的示数;然后利用欧姆定律求出电路中的电流,即电流表的示数;最后根据电压表的示数以及电流表的示数确定电压表和电流表的量程。
【解答】 闭合开关,两灯泡串联接入电路,因为两灯泡串联,并且电阻相等,因此两灯泡分得的电压相同,即;
电路中的电流:;
故电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A。
故答案为:C。
3.在如图所示的电路中,当开关S1 闭合,开关S2、S3断开时,电压表的示数为5 V;当开关S1、S3断开,开关S2闭合时,电压表“+”“-”极的连接对调后电压表的示数为4 V。由此可知,当开关S1、S3闭合,S2断开时,电压表的示数为 ( )
A.5 V B.9 V C.4 V D.1 V
【答案】B
【解析】【分析】当S1闭合,S2、S3断开时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压;当S1、S3断开,S2闭合时,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压;
(1)根据串联电路的电压特点求出电源的电压;
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压。
【解答】 (1)当S1闭合,S2、S3断开时,
两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,
所以U1=5V,
当S1、S3断开,S2闭合时,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,
所以U2=4V,
电源的电压U=U1+U2=5V+4V=9V;
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,
电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压,
所以此时电压表的示数为9V。
故答案为:B。
4.如图所示,灯泡L1 比灯泡L2亮,电压表 V2的示数为6 V。下列说法中,正确的是 ( )
A.电压表 V1的示数为6 V B.电压表 V1 的示数大于6 V
C.电压表V 的示数小于 6 V D.电压表 V 的示数大于6 V
【答案】A
【解析】【分析】 由图知,两灯并联,电压表V1测L1两端电压,V2测L2两端电压,V测电源电压,根据并联电路的电压规律分析解答。
【解答】 由图知,两灯并联,电压表V1测L1两端电压,V2测L2两端电压,V测电源电压,
并联电路中各支路两端电压与电源电压都相等,所以三个电压表示数相等,都等于6V。
故答案为:A。
5.如图所示,将S闭合后,V1、V2的示数分别为10 V 和4 V,则L1与L2两端的电压分别是( )
A.6V、4 V B.4V、6 V C.6V、10 V D.4V、10 V
【答案】A
【解析】【分析】 根据串联电路的电压规律进行分析,即串联电路两端的电压等于各部分电压之和,并且电压表V1和V2分别测量电源电压和L2两端的电压。
【解答】 由于两个灯泡是串联关系,串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和,且电压表V2是测量灯泡L2两端电压的,则灯泡L2两端电压为4V;V1是测量灯泡L1和L2组成串联电路的总电压。所以灯泡L1两端的电压为:10V-4V=6V。
故答案为:A。
6.如图所示为“研究串联电路电压关系”的实验,下列关于这个实验的说法,错误的是( )
A.此实验应选择两个规格不同的灯泡进行实验
B.在此实验中应选择使用图甲中的电压表,此电压表比常见的电压表量程更小,最小刻度值更小,误差更小
C.此实验需要收集 AB、CD、AD 两端的电压并比较,从而得出规律
D.用电压表测量灯泡L1 两端的电压时,要把电压表正接线柱接在A 接线柱上,负接线柱接在 B 接线柱上
【答案】D
【解析】【分析】 (1)实验时要选择规格不同的灯泡进行实验以使实验结论具有普遍性。
(2)电压表的量程越小,分度值相应也小,误差更小。
(3)实验时要分别测出总电压和各部分电压的数值,从而得出串联电路中电压的规律。
(4)电压表使用时要让电流从正接线柱流进,从负接线柱流出。
【解答】 A、实验应选择两个规格不同的灯泡进行,以得到普遍结论,故A正确;
B、此实验中选择使用图1的电压表,此电压表比常见的电压表相比,小量程为0-1.5V,分度值是0.05V,量程更小,分度值更小,误差更小,故B正确;
C、此实验需要收集AB、CD、AD两端电压,并比较从而得出总电压与各部分电压之间的规律,故C正确;
D、电压表使用时要让电流从正接线柱流进,从负接线柱流出,在图2中,电压表测量L1两端电压时,要把电压表正接线柱接B接线柱,负接线柱接A接线柱,故D错误。
故答案为:D。
7.在如图所示的电路中,开关S接到a时,电压表的示数为9 V;开关S接到b 时,电压表的示数为4 V。下列说法中,错误的是 ( )
A.电源电压为9 V
B.灯 L1 两端的电压为4 V
C.灯L2 两端的电压为4 V
D.灯 L1 和灯L2 两端的总电压为9 V
【答案】B
【解析】【分析】 当开关S接到a时,两灯泡串联,电压表测电源的电压;当开关接到b时,两灯泡仍然串联,电压表测L2两端的电压,根据串联电路的电压特点分析解答。
【解答】 (1)由图知,当开关S接到a时,两灯泡串联,电压表测电源的电压,即电源的电压(灯L1和灯L2的总电压)U=9V,故AD正确;
(2)当开关接到b时,两灯泡仍然串联,电压表测L2两端的电压,即灯L2两端的电压U2=4V,故C正确;
因为串联电路的总电压等于各分电路两端的电压之和,
所以灯L1两端的电压U1=U-U2=9V-4V=5V,故B错误。
故答案为:B。
8.如图所示的电路中有两个灯泡和两个电表(电流表或电压表),在图中字母处接入合适的元件,要求开关闭合时两灯均能发光,且两电表的示数均不为零,则下列选项中,符合要求的是 ( )
A.a为灯泡,b为电流表,c为电压表
B.a为电流表,b为灯泡,c为电压表
C.a为电压表,b为电流表,c为灯泡
D.a为灯泡,b为电压表,c为电流表
【答案】B
【解析】【分析】电流表与所测电路串联,若电流表与用电器并联,会导致用电器短路;电压表要并联在测量对象两端。
并联电路支路电压等于电源电压。
【解答】A、若a为灯泡,b为电流表,c为电压表,b直接接在电源两端,会导致电源短路,故A错误;
B、若a为电流表,b为灯泡,c为电压表,电路为并联电路,电流表a测量图中灯泡所在支路的电流,电压表c测量图中灯泡两端电压,灯均会亮,电表均有示数,故B正确;
C、若a为电压表,b为电流表,c为灯泡, b直接接在电源两端,会导致电源短路,故C错误;
D、若a为灯泡,b为电压表,c为电流表,c与灯泡并联,会导致灯泡短路,不会发光,故D错误。
故答案为:B。
9.如图所示为某同学在实验室用电压表测电压时设计的一个电路图,下列有关此电路的说法,不正确的是 ( )
A.电压表不可能同时测得灯L1、灯L2 两端的电压
B.开关S1 和开关S2不能同时闭合,否则电路将短路
C.若开关S1 和开关S2都断开,则电压表示数为零
D.若闭合开关S1,断开开关S2,只有一盏灯亮了,且电压表有示数,则灯L1 开路
【答案】D
【解析】【分析】电压表与测量对象并联, 闭合开关S1, 只有一盏灯亮了,且电压表有示数, 则灯L1 短路。
【解答】AB、只闭合时,电压表测量两端电压,只闭合时,电压表测量两端电压,同时闭合两个开关时,两灯均被短路,电路中没有用电器,会导致电源短路,故AB正确,不符合题意;
C、若开关S1 和开关S2都断开,电压表处于断路状态,可知电压表示数为零,故C正确,不符合题意;
D、电路为串联电路,若灯L1 开路,整个电路都处于断路状态, 也不会亮,故D错误,符合题意。
故答案为:D。
10.在如图所示的电路中,开关闭合后,电压表测量的是 ( )
A.电源两端的电压 B.灯L3和电源两端的电压
C.灯L1 两端的电压 D.灯 L1 和灯L2两端的电压
【答案】D
【解析】【分析】电压表与被测对象并联,电压表阻值很大,近似于断路,所以判断电路串、并联时,可以先将电压表及其引线去除。
【解答】由图可知,电路为串联电路,电压表并联在灯 L1 和灯L2两端,可知测量的是 灯 L1 和灯L2两端电压。
故答案为:D。
11.小丁学习了电学知识后,尝试将电流表和电压表接入电路中不同的位置,闭合开关后观察现象。如图所示为小丁进行练习的电路图,下列电表接入情况和小丁看到的实验现象相符合的是 ( )
A.若a 和b 都是电流表,灯泡正常发光
B.若a 和b 都是电压表,灯泡正常发光
C.若a 是电压表,b是电流表,灯泡不发光,电流表烧坏
D.若a 是电流表,b是电压表,灯泡不发光,电压表有示数
【答案】C
【解析】【分析】电流表串联在电路中,电压表与被测对象并联。
【解答】A、若a 和b 都是电流表,b会将灯泡短路,灯不会发光,故A错误;
B、若a 和b 都是电压表, 电压表a与灯泡串联,由于电压表阻值很大,电路中电流很小,灯不会发光,故B错误;
C、若a 是电压表,b是电流表, b会将灯泡短路,进而导致电源短路,由于电路中电流很大,会导致电流表损坏,灯也不会发光,故C正确;
D、若a 是电流表,b是电压表,电压表测量电源电压,电路为通路,电压表有示数,灯泡会发光,电流表也有示数,故D错误。
故答案为:C。
12.如图所示,当开关闭合时各电表都有示数。当开关断开后,下列电表中,仍有示数的是( )
A.A1 B.A2 C.V1 D.V2
【答案】C
【解析】【分析】电压表并联在测量对象两端,电流表与被测电路串联,电压表可直接接在电源两端测量电源电压。
【解答】电路为只有一个电阻的简单电路,断开开关,电路处于断路状态,没有电流经过,可知两个电流表和电压表的示数均减为零,而电压表并联在电源两端,测量电源电压,仍有示数。
故答案为:C。
13.某同学采用如图所示的电路做电学实验,闭合开关后,以下分析正确的是 ( )
A.若L1短路,电流表有示数,电压表无示数
B.若L1断路,电流表无示数,电压表有示数
C.若L2短路,电流表有示数,电压表无示数
D.若L2断路,电流表有示数,电压表有示数
【答案】C
【解析】【分析】电路为串联电路,若电压表测量两端电压,若断路,电压表串联进电路,电阻很大,电流很小,电流表将没有示数,电压表示数约为电源电压;若短路,电压表相当于测量一段导线两端的电压,导线分压忽略不计,可知电压表将没有示数,此时电阻较小,所以电流较大,即电流表有示数。
【解答】A、如果 L1 短路,电路为 L2的简单电路,电流表和电压表都有示数,故A 错误;
B、如果L1 断路,则电路断路,电流表和电压表都没有示数,故B 错误;
C、如果L2 短路,L2 相当于导线,电流表有示数,电压表没有示数,故C 正确;
D、如果L2断路,则电路断路,电流表没有示数,但是电压表能与电源两极相连,此时电压表有示数,接近电源电压,故D 错误。
故答案为:C。
14.如图所示的电路中,已知电源电压为6 V,L1、L2为两个不同规格的小灯泡,当开关S闭合后两小灯泡都不亮。用电压表进行测量时,测得A、B两点之间的电压为零,B、C两点之间的电压为6 V,若故障只发生在某一元件处,则故障原因可能是 ( )
A.灯泡L1 的灯丝断了 B.开关S接触不良
C.灯泡L2的灯丝断了 D.灯泡L2被短接
【答案】C
【解析】【分析】电压表测量对象断路时,电压表串联在电路中,相当于测量电源电压。
【解答】已知两灯泡串联,闭合开关后,两灯泡都不亮,由题知故障只发生在某一元件处,若一灯泡短路,则另一灯泡还能发光,所以不可能是某一灯泡短路,只能是电路中某元件断路;将电压表并联在 L1 两端时(A、B两点间),测得的电压为0,说明A、B两点之外的电路存在断路;将电压表并联在 L2 两端时(B、C两点间),测得的电压为6 V,等于电源电压,说明此时电压表与电源正负极之间是接通的,所以故障是灯泡L2 的灯丝断了,所以C 正确。
故答案为:C。
15.如图所示,当开关S1 断开,S2闭合时,电压表读数为3 V,当开关S1闭合,S2断开时,电压表的示数为1.6V。那么,当S1、S2均断开时,小灯泡L1 和L2两端的电压分别为( )
A.1.6 V 3 V B.1.4 V 1.6 V
C.3 V 1.4 V D.3 V 1.6 V
【答案】B
【解析】【分析】串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和,电压表并联在测量对象两端。
【解答】。
故答案为:B。
(
课后巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
16.如图所示的实物电路图,由电源、开关、灯泡、电表(电流表或电压表)组成。要使L1、L2都能发光,下列关于开关S及甲、乙、丙三个电表的判断正确的是( )
A.开关S闭合,甲、乙是电流表,丙是电压表
B.开关S闭合,甲是电压表,乙、丙是电流表
C.开关S断开,甲是电流表,乙、丙是电压表
D.开关S断开,甲、乙、丙都是电流表
【答案】D
【解析】【分析】电流表串联在电路中,电压表并联在测量对象两端;若判断某电表为电流表,将其换成导线,电路中不会出现短路的情况;若判断某电表是电压表,将其及其引起去除,电路中不会出现断路。
【解答】AB、由题图知,甲串联在电路中,则甲为电流表;若丙为电流表,则闭合开关S后电源被短路,所以丙为电压表;若乙为电流表,则闭合开关后L2被短路,L2不发光,不符合题意,则乙为电压表,此时两个灯泡串联,乙与灯泡L2并联,故AB错误;
CD、由题图知,甲串联在电路中,则甲为电流表,断开开关S,要使L1、L2均发光,则乙、丙均为电流表,此时L1、L2并联,故D正确,C 错误。
故答案为:D。
17.某学生实验时用的电压表有两个量程,分别为0~3 V 和0~15 V,电压表上面一行示数看不清楚,而测量又必须用0~15 V 的量程,该同学看见指针指到小量程的1.7 V,则实际电压是 ( )
A.1.7 V B.3.4 V C.7.5 V D.8.5 V
【答案】D
【解析】【分析】根据电压表指针指示同一位置时,大量程的示数是小量程示数的5倍进行换算。
【解答】电压表0~3 V 量程分度值为0.1 V,0~15 V 量程分度值为0.5 V,大量程示数是小量程示数的5倍。指针指到小量程的1.7V,则用大量程测量时的实际电压是1.7 V×5=8.5 V。
故答案为:D。
18.关于如图所示的电路,下列对两个电压表测量对象的说法正确的是( )
A.V1测量灯L1两端的电压,V2测量灯L2两端的电压
B.V1测量灯L1两端的电压,V2测量电源电压
C.V1测量灯L2两端的电压,V2测量电源电压
D.V1测量灯L2两端的电压,V2测量灯L1两端的电压
【答案】C
【解析】【分析】根据电压表与测量对象并联判断电压表测量对象。
【解答】由题图可知,该电路为串联电路;V1并联在灯L2两端,所以V1测量灯L2两端的电压,V2测量电源电压(灯L1 和L2两端的总电压),故C正确。
故答案为:C。
19.如图所示的电路图,闭合开关后,下列说法正确的是 ( )
A.R1与R2并联 B.V1测电源电压
C.V2测R1两端电压 D.V3测R2两端电压
【答案】D
【解析】【分析】电压表电阻很大,相当于断路,在判断电路串并联时,可先将电压表及其引线去除,简化后可知,电路为串联电路,电压表与测量对象并联。
【解答】闭合开关,电流从电源正极出发,经R2、R1、开关回到电源负极,则两个电阻串联;电压表V2并联在电源两端,测量电源电压,电压表V1 测量R1 两端电压,电压表 V3测量 R2两端电压,故D 正确,ABC错误。
故答案为:D。
20.在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电压表V2测的是 (填“R1”“R2”或“电源”)两端的电压,所选的量程为 V,电阻R2两端的电压为 V。
【答案】R1;0~3;4.8
【解析】【分析】由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;根据串联电路的电压特点确定两电压表的量程,根据分度值读出示数;根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1、R2的阻值之比。
【解答】 由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测电源两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;
因串联电路的总电压等于各分电压之和,且两个电压表的指针偏转位置相同,
所以,电压表V1的量程为0~15V,分度值为0.5V,所以电源的电压U=6V;
电压表V2的量程为0~3V,分度值为0.1V,所以R1两端的电压U1=1.2V;
则电阻R1两端的电压:U1=U-U2=6V-1.2V=4.8V。
21.在“研究并联电路的电压特点”实验中,小明按如图所示的电路图连接电路时,开关应处于 (填“断开”或“闭合”)状态,将电压表 (填“并联”或“串联”)接在电路中,所测的电压不能超过 。为探究电源电压与各支路电压的关系,小明要测量的数据有 (填字母,下同)、 和CD 之间的电压。
【答案】断开;并联;电压表的量程;AD;BD
【解析】【分析】连接电路时,开关必须要断开,断开的目的是为了保护电路,以防止由于接错出现短路烧坏电源;电压表要准确的测量用电器两端的电压,必须严格按照电压表的使用规则进行操作,即并联在用电器两端,且不能超过电压表的量程。
实验需要测量并联电路中的电源电压和各支路两端的电压。
【解答】 在“探究并联电路电压的特点”实验中,小明同学连接电路时,开关应处于断开状态,应将电压表并联接在电路中,且所测的电压不能超过电压表的量程,实验需要测量并联电路中的电源电压和各支路两端的电压,要测量的数据有AD、BD和CD之间的电压。
22.如图所示,当滑动变阻器的滑片移动时,电压表和电流表的示数各将怎样变化?
(1)图甲:若滑片向右移动,则电流表的示数 ,电压表的示数 。
(2)图乙:若滑片向左移动,则电流表的示数 ,电压表的示数 。
(3)图丙:若滑片向右移动,则电流表的示数 ,电压表的示数 。
【答案】(1)变小;变小
(2)变大;变小
(3)不变;变小
【解析】【分析】(1)串联电路的特点:串联电路中总电阻等于各部分电阻之和;在电源电压不变时,根据欧姆定律,电路中总电阻变化会引起电流变化。
(2)欧姆定律:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,公式为,变形可得U=IR,可用于分析电阻两端电压的变化。
【解答】
(1)图甲中,R与R'串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片向右移动时,滑动变阻器R ' 接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大。因为电源电压U不变,根据欧姆定律,电路中的电流I变小,即电流表的示数变小。又因为U=IR,R的阻值不变,电流I变小,所以R两端的电压变小,即电压表的示数变小。
(2)图乙中,R与R ' 串联,电压表测R ' 两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片向左移动时,滑动变阻器R ' 接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小。由于电源电压U不变,根据欧姆定律,电路中的电流I变大,即电流表的示数变大。根据U=IR,R的阻值不变,电流I变大,所以R两端的电压变大。
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,即U=UR+UR',所以R ' 两端的电压UR' =U−UR变小,即电压表的示数变小。
(3)图丙中,R与R' 串联,电压表测R' 滑片右侧部分电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻不变(因为是滑片右侧部分,滑片移动不改变接入电路的总电阻),所以电路的总电阻不变。
由于电源电压U不变,根据欧姆定律,电路中的电流I不变,即电流表的示数不变。而电压表所测的R'滑片右侧部分电阻变小,根据U=IR,电流I不变,电阻变小,所以电压表的示数变小。
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教学内容
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电压
)
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同步知识梳理
)(大脑放电影~)
【知识梳理1】电路的动力源
1、电压的作用
(1)电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因。电压可给电流提供推动作用。
(2)用水流理解电流的形成,用类比法理解电压。
2、电源的作用:电源是提供电压的装置,如干电池、蓄电池、发电机等。
3、电压的单位
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。其单位还有千伏(kV )、毫伏(mV)和微伏(μV)。它们的换算关系为1千伏=1000伏,1伏=1000毫伏,1毫伏= 1000微伏
4、常见的电压值
①一节干电池U=1.5V ②家庭电路U=220V ③对人体的安全36V
【知识梳理2】电压的测量
1、电压表
(1)作用:测量电路两端电压的大小。
(2)符号:
(3)量程:常用的电压表有三个接线柱(“-”“3”和“15”),两个量程(0~ 3伏和0~ 15伏)。
(4)读数方法:
①确认所用电压表的量程。
②确认刻度盘上每个大格和每个小格表示的电压值。如图使用的量程为0~3伏,每一大格表示的电压值为1伏,每一小格表示的电压值为0.1伏。
③由指针所指的大格和小格的位置,读出电压表的示数。
注:电压表可以直接连到电源两极,测出电源的电压。电压表相当于一段断开的导线,不会对所测的电路产生影响。
2、电压表的使用规则
(1)首先要调零,明确电压表的量程和最小刻度。
(2)正确选择电压表的量程,被测电压不要超过所选量程。
(3)电压表要并联在被测电路两端。
(4)把电压表的“+”接线柱接在与电源正极相连的那端,“-”接线柱接在与电源负极相连的那端。
(5)电压表可直接连到电源的正、负极上测量电源电压(电压表电阻极大,此处相当于开路)。
3、电压表与电流表的比较
电压表
电流表
用途
测量电路两端的电压
测量电路中的电流
符号
连接方法
并联在被测电路的两端
串联在被测电路中
与电源相接
能够直接并联在电源两极上
绝对不允许不经过用电器直接连到电源两极上
相同点
使用前要调节指针指在零刻线处,弄清量程、最小刻度值;使用时都要选择合适的量程,都要待指针稳定后再读数;不能估计出电流值或电压值时可用试触法判断是否超过量程
【例题精讲】
1.如图所示,a、b、c表示电压表或电流表,当S1、S2都闭合时,下列正确说法是( )
A.b、c是电流表,而a是电压表
B.a、b是电压表,而c是电流表
C.a、b、c都是电流表
D.a、b、c都是电压表
2.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.
3.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
4.如图所示,某兴趣小组用电压表来测量自制水果电池两端的电压。下列说法正确的是( )
A.铁片是水果电池的正极
B.该水果电池的电压是3V
C.两个水果电池串联后可提供更高电压
D.水果电池中正电荷从铜片向铁片移动
5.用伏安法测电阻时,某电表的示数如图所示,其示数为( )
A.1.5安 B.7.5安 C.1.5伏 D.7.5伏
6.如图所示的电路中,两个电压表测量对象正确的是( )
A.V1测量灯L1两端的电压,V2测量灯L2两端的电压
B.V1测量灯L1两端的电压,V2测量电源电压
C.V1的读数一定小于V2的读数
D.V1测量灯L1两端的电压,V2测量灯L1和L2两端的电压
【知识梳理3】串并联电路电压特点
1、探究串联电路中电压规律的实验
(1)分别把电压表连在如图所示电路中的AB两点、BC两点、AC两点,画出电压表,并标出正、负极.
(2)通过对实验数据的分析可以得出串联电路中电压规律,用公式表示为
U总 = U电源 =UAC = UAB+UBC .
2、探究并联电路中电压规律的实验
(1)如图所示,灯L1与灯L2并联,要利用这个电路探究并联电路电压的规律,至少要用电压表进行三次测量:画出三次测量的电路图。
①第一次:将电压表并联在 A、B 两点,测出灯L1两端的电压U1;
②第二次:将电压表并联在 C、D 两点,测出灯L2两端的电压U2;
③第三次:将电压表并联在 E、F 两点,测出电源电压U3.
(2)分析实验数据得出结论:并联电路中,各支路两端的电压相等,都等于电源电压.用公式表示为 U总 = U电源=U3=U1=U2
温馨提示: 用表格总结串并联电路电压的规律
连 接
规 律
串联电路(两个电阻)
并联电路(两个电阻)
电压规律
串联电路中电路两端总电压,等
于各部分电压之和
并联电路中各支路两端的电压相等,
都等于总电压。
表达式
U=U1+U2+……
U=U1=U2=……
3、实验过程中注意的事项
(1)连接实物电路时,一定要对照电路图,可从电源的正极出发,依次经过开关小灯泡,最后回到电源的负极;电压表最后并联到所测电路的两端。(先串后并)
(2)连接实物电路过程中,开关一定要处于断开状态,原因是防止电路连接错误,造成电路短路而烧坏电源或用电器。每次连接完电路,一定要检查无误后,再闭合开关。
(3)实验中,每次读数后,应及时断开开关。
(4)实验中的2个小灯泡应选取规格不同的,否则会得出串联电路中U1=U2这一错误结论。
(5)对于需要分析实验数据而得出结论的实验,可以先将需要测量的物理量罗列出来,然后设计一个表格,把实验中测出的数据填人表格,并试着将它们分别相加相减相乘或相除等以找出这些数据之间的关系。
(6)为了验证探究结论的普遍性,可进行多次实验,其目的是选取多组数据,从而分析归纳,得出一个普遍的规律。如本实验中还可多次改变电源电压或换用规格不同的小灯泡。
【例题精讲】
1.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
2.如图所示的电路中,将开关S闭合,灯L1和灯L2均发光,下列说法中正确的是( )
A.灯L1和灯L2串联
B.灯L1和灯L2两端的电压一定相等
C.通过灯L1的电流与通过灯L2的电流一定相等
D.通过灯L1的电流与通过电源的电流一定相等
3.如图所示电路,开关闭合时两个小灯泡正常发光,两个电压表指针均指在如图所示位置,L1、电源的电压分别为( )
A.1.4V;7.4V B.1.4V;7V C.1.4V;1.4V D.5.6V;7V
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课堂巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
1.某同学在做“用电压表和电流表测导体电阻”的实验时,自己设计了一个实验电路,如图所示,他无法判断甲、乙两位置应用电压表还是电流表。你认为应当( )
A.甲用电压表,乙用电流表 B.甲、乙都用电流表
C.甲用电流表,乙用电压表 D.甲、乙都用电压表
2.在如图所示的电路中,电源电压恒为5 V, 发光时的电阻都约为6 Ω,则两电表应选择的量程分别为 ( )
A.电流表(0~3A)、电压表(0~3V)
B.电流表(0~0.6A)、电压表(0~15V)
C.电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V)
D.电流表(0~3A)、电压表(0~15V)
3.在如图所示的电路中,当开关S1 闭合,开关S2、S3断开时,电压表的示数为5 V;当开关S1、S3断开,开关S2闭合时,电压表“+”“-”极的连接对调后电压表的示数为4 V。由此可知,当开关S1、S3闭合,S2断开时,电压表的示数为 ( )
A.5 V B.9 V C.4 V D.1 V
4.如图所示,灯泡L1 比灯泡L2亮,电压表 V2的示数为6 V。下列说法中,正确的是 ( )
A.电压表 V1的示数为6 V B.电压表 V1 的示数大于6 V
C.电压表V 的示数小于 6 V D.电压表 V 的示数大于6 V
5.如图所示,将S闭合后,V1、V2的示数分别为10 V 和4 V,则L1与L2两端的电压分别是( )
A.6V、4 V B.4V、6 V C.6V、10 V D.4V、10 V
6.如图所示为“研究串联电路电压关系”的实验,下列关于这个实验的说法,错误的是( )
A.此实验应选择两个规格不同的灯泡进行实验
B.在此实验中应选择使用图甲中的电压表,此电压表比常见的电压表量程更小,最小刻度值更小,误差更小
C.此实验需要收集 AB、CD、AD 两端的电压并比较,从而得出规律
D.用电压表测量灯泡L1 两端的电压时,要把电压表正接线柱接在A 接线柱上,负接线柱接在 B 接线柱上
7.在如图所示的电路中,开关S接到a时,电压表的示数为9 V;开关S接到b 时,电压表的示数为4 V。下列说法中,错误的是 ( )
A.电源电压为9 V
B.灯 L1 两端的电压为4 V
C.灯L2 两端的电压为4 V
D.灯 L1 和灯L2 两端的总电压为9 V
8.如图所示的电路中有两个灯泡和两个电表(电流表或电压表),在图中字母处接入合适的元件,要求开关闭合时两灯均能发光,且两电表的示数均不为零,则下列选项中,符合要求的是 ( )
A.a为灯泡,b为电流表,c为电压表
B.a为电流表,b为灯泡,c为电压表
C.a为电压表,b为电流表,c为灯泡
D.a为灯泡,b为电压表,c为电流表
9.如图所示为某同学在实验室用电压表测电压时设计的一个电路图,下列有关此电路的说法,不正确的是 ( )
A.电压表不可能同时测得灯L1、灯L2 两端的电压
B.开关S1 和开关S2不能同时闭合,否则电路将短路
C.若开关S1 和开关S2都断开,则电压表示数为零
D.若闭合开关S1,断开开关S2,只有一盏灯亮了,且电压表有示数,则灯L1 开路
10.在如图所示的电路中,开关闭合后,电压表测量的是 ( )
A.电源两端的电压 B.灯L3和电源两端的电压
C.灯L1 两端的电压 D.灯 L1 和灯L2两端的电压
11.小丁学习了电学知识后,尝试将电流表和电压表接入电路中不同的位置,闭合开关后观察现象。如图所示为小丁进行练习的电路图,下列电表接入情况和小丁看到的实验现象相符合的是 ( )
A.若a 和b 都是电流表,灯泡正常发光
B.若a 和b 都是电压表,灯泡正常发光
C.若a 是电压表,b是电流表,灯泡不发光,电流表烧坏
D.若a 是电流表,b是电压表,灯泡不发光,电压表有示数
12.如图所示,当开关闭合时各电表都有示数。当开关断开后,下列电表中,仍有示数的是( )
A.A1 B.A2 C.V1 D.V2
13.某同学采用如图所示的电路做电学实验,闭合开关后,以下分析正确的是 ( )
A.若L1短路,电流表有示数,电压表无示数
B.若L1断路,电流表无示数,电压表有示数
C.若L2短路,电流表有示数,电压表无示数
D.若L2断路,电流表有示数,电压表有示数
14.如图所示的电路中,已知电源电压为6 V,L1、L2为两个不同规格的小灯泡,当开关S闭合后两小灯泡都不亮。用电压表进行测量时,测得A、B两点之间的电压为零,B、C两点之间的电压为6 V,若故障只发生在某一元件处,则故障原因可能是 ( )
A.灯泡L1 的灯丝断了 B.开关S接触不良
C.灯泡L2的灯丝断了 D.灯泡L2被短接
15.如图所示,当开关S1 断开,S2闭合时,电压表读数为3 V,当开关S1闭合,S2断开时,电压表的示数为1.6V。那么,当S1、S2均断开时,小灯泡L1 和L2两端的电压分别为( )
A.1.6 V 3 V B.1.4 V 1.6 V
C.3 V 1.4 V D.3 V 1.6 V
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课后巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
16.如图所示的实物电路图,由电源、开关、灯泡、电表(电流表或电压表)组成。要使L1、L2都能发光,下列关于开关S及甲、乙、丙三个电表的判断正确的是( )
A.开关S闭合,甲、乙是电流表,丙是电压表
B.开关S闭合,甲是电压表,乙、丙是电流表
C.开关S断开,甲是电流表,乙、丙是电压表
D.开关S断开,甲、乙、丙都是电流表
17.某学生实验时用的电压表有两个量程,分别为0~3 V 和0~15 V,电压表上面一行示数看不清楚,而测量又必须用0~15 V 的量程,该同学看见指针指到小量程的1.7 V,则实际电压是 ( )
A.1.7 V B.3.4 V C.7.5 V D.8.5 V
18.关于如图所示的电路,下列对两个电压表测量对象的说法正确的是( )
A.V1测量灯L1两端的电压,V2测量灯L2两端的电压
B.V1测量灯L1两端的电压,V2测量电源电压
C.V1测量灯L2两端的电压,V2测量电源电压
D.V1测量灯L2两端的电压,V2测量灯L1两端的电压
19.如图所示的电路图,闭合开关后,下列说法正确的是 ( )
A.R1与R2并联 B.V1测电源电压
C.V2测R1两端电压 D.V3测R2两端电压
20.在如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电压表V2测的是 (填“R1”“R2”或“电源”)两端的电压,所选的量程为 V,电阻R2两端的电压为 V。
21.在“研究并联电路的电压特点”实验中,小明按如图所示的电路图连接电路时,开关应处于 (填“断开”或“闭合”)状态,将电压表 (填“并联”或“串联”)接在电路中,所测的电压不能超过 。为探究电源电压与各支路电压的关系,小明要测量的数据有 (填字母,下同)、 和CD 之间的电压。
22.如图所示,当滑动变阻器的滑片移动时,电压表和电流表的示数各将怎样变化?
(1)图甲:若滑片向右移动,则电流表的示数 ,电压表的示数 。
(2)图乙:若滑片向左移动,则电流表的示数 ,电压表的示数 。
(3)图丙:若滑片向右移动,则电流表的示数 ,电压表的示数 。
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