内容正文:
第11讲 电压及其测量
内容导航
01 预习航标→ 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
概念构建:梳理核心概念,形成知识框架
考点精讲:聚焦常考要点,讲清逻辑
例题精析:典型题目带路,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
关键词
学习目标导航
电压
电压的测量
1. 电压大小、单位及电池的结构组成
2. 电压表的使用与串并联电路电压的关系
学习重点:电压的单位,电池的结构组成。
学习难点:电压表的接法和串并联电路电压的关系。
情|境|启|思
我们用手触摸干电池的两极,没有什么感觉,但如果不慎触碰到家庭电路中导线的金属部位却非常危险,会触电!同样是电源,触摸后为什么会产生不同的结果呢?
概|念|构|建
1. 电压的大小及单位的转化
2. 电池的结构和不同电池的电压
3. 电压表的读数
4. 串并联电路的电压关系
深|研|精|炼
知识点01 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。电压的单位伏特是为了纪念意大利物理学家伏打而命名的。伏打于1800年制成了世界上第一个电池--伏打电堆。
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:
5.类比:类比是一种推理方法,通过比较两个或两类对象在某些属性上的相似性,推断它们在其他属性上也可能有相似性。简单来说,就是通过已知事物的特点,推测类似事物的特点。科学学习中,类比是一种将抽象概念与熟悉事物建立联系的重要思维方式,例如用“水管中的水流由水压驱动”类比“电路中的电流由电压驱动”,从而帮助我们建立电压的概念。科学研究中,类比是一种启发新思路、提出猜想或假设的重要方法。当然,类比所做出的推断,有待实践检验和修正。
6.电池是将化学能转化成电能的装置:将一块铜片和一块锌片同时插入稀硫酸,就可以组成一个电池,铜片和锌片就是电池的两个电极,如图3.3-3所示。水果中含有果酸,在水果中插入铜片与锌片,就可制成水果电池。几个水果电池连接起来,可使发光二极管发光,如图3.3-4所示。干电池的原理也与此类似,它的轴线上是一根碳棒(为正极),包围整个电池的锌筒作为电池的负极,中间是二氧化锰、炭黑和氯化铵等的糊状混合剂(因此叫干电池),如图3.3-5所示。
【例1】导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动。图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,那么高度差表示的量是( )
A.电流 B.电阻 C.电压 D.电量
【即练1】小红和小明学习电压知识后有各自不同的认识,你认为不正确的是( )
A.电压是电路中形成电流的原因 B.电源是电路中提供电压的装置
C.电路中有电流,则电路中一定有电压 D.电路中有电压,则电路中一定有电流
【即练2】在学习电学知识时,小明结合图甲和图乙作出以下类比,其中不正确的是( )
A.开关的作用类似于阀门,可以控制电路通断
B.电源的作用类似于水泵,使电路两端形成电压
C.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
D.电流类似于水流,电源外部电流方向是从电池负极流出经用电器和导线回到正极
【即练3】现代人的生活已经离不开电了,为了安全用电,我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述,错误的是( )
A.产生闪电的电压是104~109 V B.家庭电路的电压是220 V
C.手机电池电压是3.7 V D.对人体安全的电压是36 V
知识点02 电压的测量
一.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。
二.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】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,装置如图所示。当电池工作时,下列说法不正确的是( )
A.铜片为水果电池的正极 B.电压表的示数为0.4 V
C.电流从铜片经导线流向锌片 D.电子从锌片经水果流向铜片
【即练1】如果某次电学实验不能正常进行,需要判断干电池是否报废,可取一节干电池用电压表来测量它的电压,下列步骤正确的是( )
①把电压表的正接线柱与干电池的负极接触,负接线柱与干电池的正极接触;
②在刻度盘上读出电压值;
③选择电压表的量程为0~3V;
④选择电压表的量程为0~15V;
⑤把电压表的正接线柱与干电池的正极接触,负接线柱与干电池的负极接触。
A.③②① B.①⑤② C.③④② D.③⑤②
【即练2】李明同学用3伏和15伏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15伏量程试触时,指针位置如图所示,则下一步的实验操作应该是( )
A.直接接入15接线柱,然后读数 B.直接接入3接线柱,然后读数
C.断开开关,接入15接线柱,然后闭合开关读数 D.断开开关,接入3接线柱,然后闭合开关读数
【例2】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.
【即练1】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
【即练2】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.
一、选择题
1.关于电压和电流的关系,下列几种说法中正确的是( )
A.电路中有电压则一定有电流 B.电压和电流同时产生,同时消失
C.有电压可能有电流,没电压一定没电流 D.电流是产生电压的原因
2.下列有关“电”的说法正确的是( )
A.摩擦起电的实质是创造了电荷 B.运动的电荷一定形成电流,自由电子的定向移动方向就是电流的方向
C.电路两端有电压就一定有电流 D.电阻中有电流,它的两端一定有电压
3.下列数据接近实际的是( )
A.通过小灯泡的电流约为2A B.家庭电路电压约为380V
C.通过家用电冰箱的电流约为0.9A D.一节新干电池的电压约5V
4.如图所示是利用电压表测量灯泡两端电压的电路图,其中正确的是( )
A.B.C.D.
5.某同学在进行电路连接实验时,不慎将两电表的位置对调了,误接成如图所示电路,两只电表的量程选择是正确的,则开关S闭合后( )
A.电流表损坏,电压表读数为零 B.电流表有读数,电压表读数为零
C.电流表读数为零,电压表有读数 D.电流表、电压表均损坏
6.如图所示的四个电路中,当闭合开关S后,小灯泡L1、L2都能正常发光,其中电压表不能直接测出L1两端电压的电路是( )
A.B.C. D.
7.如图所示的电路中,闭合开关S,已知电源电压为6V,L1两端的电压为2V,则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为2V B.电压表的示数为4V C.电压表的示数为6V D.电压表的示数为10V
8.小明自制“伏打电堆”并连接了如图所示电路。闭合开关S,小灯泡发光,电压表指针右偏,则下列说法正确的是( )
A.金属A是电堆的正极 B.“伏打电堆”将电能转化为化学能
C.若小灯泡断路,电压表仍有示数 D.若断开开关,A、B两金属间无电压
9.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
10.如图所示是某同学探究串联电路的电压规律所连接的电路。闭合开关后,发现小灯泡L1不发光,但小灯泡L2正常发光,且电压表有示数。下列说法正确的是( )
A.将导线①的左端改接到a接线柱,闭合开关后电压表仍会有示数
B.要测量L1两端的电压,可以直接将导线②上端改接到a接线柱
C.电压表测量的是小灯泡L2两端的电压
D.小灯泡L1不发光,可能是小灯泡L1断路
11.如图所示电路,当闭合开关后,电压表测量的是( )
A.电源电压 B.灯L1两端的电压 C.灯L2两端的电压 D.灯L1和L2两端的电压的总电压
12.如图所示电路中,当开关S闭合时,电压表测的是( )
A.R1的电压 B.R2的电压 C.R1、R2总电压 D.电源和R1的电压
13.如图所示,电源电压为3V,闭合开关S,电压表的示数为2V,忽略温度对灯丝电阻的影响。则( )
A.电压表测量的是灯泡两端的电压 B.电压表测量的是灯泡两端的电压
C.灯泡和的电流之比是2∶1 D.若灯泡短路,电压表示数为零
14.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
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.图中电源电压保持不变,当S1、S2都闭合时,电压表示数为4.5V;当S1闭合、S2断开时,电压表示数为3V;那么S1、S2都断开时,L1和L2两端的电压分别为( )
A.3V和4.5V B.1.5V和4.5V C.3V和1.5V D.1.5V和3V
17.如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,下列描述不正确的是( )
A.开关断开时,电压表示数为6V B.L1和L2两端电压之差为4V
C.L2两端电压为4V D.L1和L2两端电压之和为6V
18.连接如图所示的电路,将开关S闭合后,灯L1和灯L2均发光。下列叙述中,正确的是( )
A.L1和L2串联 B.通过L1和L2的电流一定相等
C.L1和L2两端的电压一定相等 D.闭合开关,若L1灯丝烧断,则L2也不发光
19.如图所示,电源电压不变,只闭合开关时电压表示数为12V,只闭合开关时电压表示数为4V。那么,当均断开时,小灯泡和两端的电压分别为( )
A.12V和4V B.4V和12V C.8V和4V D.4V和8V
20.如图所示,当图甲电路中的开关S闭合时,两个电压表的指针位置均如图乙所示。则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.1.2V 6V B.6V 1.2V C.4.8V 1.2V D.1.2V 4.8V
21.如图所示,在探究串联电路的电压关系时,闭合开关后用电压表分别测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=2伏,UBC=2伏,UAC=4伏。在表格中记录数据后,接着应该做的是( )
A.整理器材,结束实验 B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值 D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
22.如图所示的电路中,能用电压表直接测出灯L1两端电压的是( )
A.B.C.D.
二、、填空题
23.如图甲所示的电路中,电压表所用的量程不同,当电路闭合后,V1和V2的示数如图乙所示,则可以判断出V1示数是________V,V2示数是________V,L1两端的电压是________V。
24.如图所示,电源电压是6V且不变,开关S闭合后电压表示数为2V,L1两端电压是________V,通过灯L1和灯L2的电流________(选填“灯L1”“灯L2”或“一样”)大;当开关S断开时,电压表的示数为________V。
三.探究题
25.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”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如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是________。
(2)小明根据图甲连接好电路,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________(写出一种即可)。
(3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
①分析实验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的电压________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,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是________,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________。
(5)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是________。
26.小科通过实验对“串联电路各部分电压的关系”进行了验证。利用学生电源、小灯泡2个、电压表1个、开关1个、导线若干等器材,按图甲电路逐一接入电压表进行实验。
(1)实验中小灯泡L1、L2的规格应___________(填“相同”或“不同”);
(2)在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,应正确选择量程,具体操作是___________;
(3)某次测量时电压表示数如图乙,则读数为___________伏;
(4)整理实验数据时,小科发现两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两端的总电压U,与预期结果不相符。换用其他器材并规范操作,多次实验后结果均相同,其原因可能是___________。
27.在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示,连接电路时,至少需要___________根导线;实验中应选择规格___________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是___________(写出一种即可)。
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?___________,理由是___________。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:___________。
UAB(V)
UBC(V)
UAC(V)
2.6
1.8
4.4
28.小明同学对串联电路的电压规律进行了探究。
[猜想与假设]串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。
[设计与进行实验]
(1)按图所示的电路图连接电路。
(2)闭合开关,排除故障,用电压表测出L1两端的电压。
(3)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法: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。
(4)测出AC间的电压,得出结论。
[交流与评估]
(1)在拆接电路时,开关必须____。
(2)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是____或____。
(3)小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?____。原因:____。
(4)方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中,小明分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。此实验在设计方案上还存在的不足之处是_____。 改进方法是_____。
29.小徐和小静探究“并联电路电压的关系”时,小徐先按图甲所示电路图连接图乙所示的实物图(电压表尚未连接)。
(1)小静一眼就看出了小徐连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现________ (选填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成滑动变阻器被损坏。
(2)小静只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。她的做法可能是___________________________ (写出一种即可)。
(3)接下来,他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中,通过调节滑动变阻器使电压表V1的示数如图2所示,则电压表V的示数是__________ V。
(4)在电路中串联滑动变阻器的作用是______________ ,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______ 端(选填“左”或“右”),该实验的结论是_________ 。
30.在“探究串联电路电压规律”实验中,小明连接了图甲的电路,A、B、C、D为接线柱编号,1、2、3、4为导线编号。
(1)为使结论具有普遍性,L1、L2应选择规格 ________ (选填“相同”或“不同”)的灯泡。
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,产生这种现象的原因是 ____________________ 。
(3)正确连接电路并测得L1两端的电压后,小明断开开关,只将第4根导线从E接线柱改接到B接线柱,用来测L2两端的电压。同组其他同学认为这种改接方法不可行,理由是 __________________________ 。
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第11讲 电压及其测量
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03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
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电压
电压的测量
1. 电压大小、单位及电池的结构组成
2. 电压表的使用与串并联电路电压的关系
学习重点:电压的单位,电池的结构组成。
学习难点:电压表的接法和串并联电路电压的关系。
情|境|启|思
我们用手触摸干电池的两极,没有什么感觉,但如果不慎触碰到家庭电路中导线的金属部位却非常危险,会触电!同样是电源,触摸后为什么会产生不同的结果呢?
概|念|构|建
1. 电压的大小及单位的转化
2. 电池的结构和不同电池的电压
3. 电压表的读数
4. 串并联电路的电压关系
深|研|精|炼
知识点01 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。电压的单位伏特是为了纪念意大利物理学家伏打而命名的。伏打于1800年制成了世界上第一个电池--伏打电堆。
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:
5.类比:类比是一种推理方法,通过比较两个或两类对象在某些属性上的相似性,推断它们在其他属性上也可能有相似性。简单来说,就是通过已知事物的特点,推测类似事物的特点。科学学习中,类比是一种将抽象概念与熟悉事物建立联系的重要思维方式,例如用“水管中的水流由水压驱动”类比“电路中的电流由电压驱动”,从而帮助我们建立电压的概念。科学研究中,类比是一种启发新思路、提出猜想或假设的重要方法。当然,类比所做出的推断,有待实践检验和修正。
6.电池是将化学能转化成电能的装置:将一块铜片和一块锌片同时插入稀硫酸,就可以组成一个电池,铜片和锌片就是电池的两个电极,如图3.3-3所示。水果中含有果酸,在水果中插入铜片与锌片,就可制成水果电池。几个水果电池连接起来,可使发光二极管发光,如图3.3-4所示。干电池的原理也与此类似,它的轴线上是一根碳棒(为正极),包围整个电池的锌筒作为电池的负极,中间是二氧化锰、炭黑和氯化铵等的糊状混合剂(因此叫干电池),如图3.3-5所示。
【例1】导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动。图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,那么高度差表示的量是( )
A.电流 B.电阻 C.电压 D.电量
【答案】C
【解析】自由电子定向移动形成电流,电压是形成电流的原因。图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,动力即为电压,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【即练1】小红和小明学习电压知识后有各自不同的认识,你认为不正确的是( )
A.电压是电路中形成电流的原因 B.电源是电路中提供电压的装置
C.电路中有电流,则电路中一定有电压 D.电路中有电压,则电路中一定有电流
【答案】D
【解析】A.电路中要产生电流,它的两端必须要有电压,电压使导体中的自由电荷发生定向移动,从而产生电流,故A正确,不符合题意;
B.电源有两极,正极和负极,它的作用就是给电路两端提供电压,故B正确,不符合题意;
C.电源提供电压,电压产生电流,电路中有电流,说明电路中一定有电压,故C正确,不符合题意;
D.电路中有电流的条件有两个:一是有电源,二是电路必须是通路,所以电路中有电压,电路中不一定有电流,故D错误,符合题意。
故选D。
【即练2】在学习电学知识时,小明结合图甲和图乙作出以下类比,其中不正确的是( )
A.开关的作用类似于阀门,可以控制电路通断
B.电源的作用类似于水泵,使电路两端形成电压
C.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
D.电流类似于水流,电源外部电流方向是从电池负极流出经用电器和导线回到正极
【答案】D
【解析】A.阀门可以控制水的流动,开关类似于阀门,可以控制电路通断,故A正确,A不符合题意;
B.水泵使两边水出现水压,电源的作用类似于水泵,使电路两端形成电压,故B正确,B不符合题意;
C.水压使水管中水流动形成水流,类似地,电压使电路中电荷定向移动形成电流,故C正确,C不符合题意;
D.电流类似于水流,在电源外部,方向从电池正极经用电器到负极,故D错误,D符合题意。
故选D。
【即练3】现代人的生活已经离不开电了,为了安全用电,我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述,错误的是( )
A.产生闪电的电压是104~109 V B.家庭电路的电压是220 V
C.手机电池电压是3.7 V D.对人体安全的电压是36 V
【答案】D
【解析】A.产生闪电的电压是104~109 V,故A正确,不符合题意;
B.我国家庭电路的电压是220V,故B正确,不符合题意;
C.手机锂电池电压约为3.7V,故C正确,不符合题意;
D.对人体安全的电压是不高于36V,故D错误,符合题意。
故选D。
知识点02 电压的测量
一.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。
二.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】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,装置如图所示。当电池工作时,下列说法不正确的是( )
A.铜片为水果电池的正极 B.电压表的示数为0.4 V
C.电流从铜片经导线流向锌片 D.电子从锌片经水果流向铜片
【答案】D
【解析】A.铜片与电压表的“+3”相连接,电压表正向偏转,铜片为水果电池的正极,故A正确,不符合题意;
B.电压表选用测量范围,分度值为0.1V,示数为0.4V,故B正确,不符合题意;
C.在电源外部,电流从电源的正极,经用电器流回负极,因此电流从铜片经导线、电压表流向锌片,故C正确,不符合题意;
D.在电源内部,电流从电源负极流到正极,物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,在水果电池内部,离子在电介质里定向移动导电,而不是电子定向移动导电,故D错误,符合题意。
故选D。
【即练1】如果某次电学实验不能正常进行,需要判断干电池是否报废,可取一节干电池用电压表来测量它的电压,下列步骤正确的是( )
①把电压表的正接线柱与干电池的负极接触,负接线柱与干电池的正极接触;
②在刻度盘上读出电压值;
③选择电压表的量程为0~3V;
④选择电压表的量程为0~15V;
⑤把电压表的正接线柱与干电池的正极接触,负接线柱与干电池的负极接触。
A.③②① B.①⑤② C.③④② D.③⑤②
【答案】D
【解析】由于一节新干电池的电压为1.5V,所以电压表的量程选择0~3V,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,在刻度盘上读出电压值,则步骤正确的是③⑤②,故D正确,ABC错误。
故选D。
【即练2】李明同学用3伏和15伏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15伏量程试触时,指针位置如图所示,则下一步的实验操作应该是( )
A.直接接入15接线柱,然后读数 B.直接接入3接线柱,然后读数
C.断开开关,接入15接线柱,然后闭合开关读数 D.断开开关,接入3接线柱,然后闭合开关读数
【答案】D
【解析】由图示电压表可知,试触时指针摆幅较小,在2.5V附近,这是选用了电压表较大量程的结果,为了使测量数据准确,应换用较小量程,电压表应选量程,并且换接线柱时应断开开关,所以应断开开关,接入15接线柱,闭合开关后读数,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【例2】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。
【即练1】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。
【即练2】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。
一、选择题
1.关于电压和电流的关系,下列几种说法中正确的是( )
A.电路中有电压则一定有电流 B.电压和电流同时产生,同时消失
C.有电压可能有电流,没电压一定没电流 D.电流是产生电压的原因
【答案】C
【解析】A.电流产生的条件是:一是电路要闭合,二是有电源存在;因此有电压不一定有电流,故A错误;
B.电路两端有电压,若电路是开路,电路中无电流,故B错误;
CD.电路两端有电压,当再闭合开关形成通路时,才会形成电流,当电路断开时,有电压,但电路中没有电流,所以,电压是形成电流的原因,故C正确,D错误。
故选C。
2.下列有关“电”的说法正确的是( )
A.摩擦起电的实质是创造了电荷 B.运动的电荷一定形成电流,自由电子的定向移动方向就是电流的方向
C.电路两端有电压就一定有电流 D.电阻中有电流,它的两端一定有电压
【答案】D
【解析】A.摩擦起电的实质,并不是创造了电,只是通过摩擦,使电子由一个物体转移到另一个物体,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电,故A错误;
B.电荷的定向移动形成电流,物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,自由电子的定向移动方向和电流的方向相反,故B错误;
C.电路两端有电压不一定有电流,电路要有电流,电路必须是通路,电路两端有电压,故C错误;
D.电压是形成电流的原因,电阻中有电流,两端就一定有电压,故D正确。
故选D。
3.下列数据接近实际的是( )
A.通过小灯泡的电流约为2A B.家庭电路电压约为380V
C.通过家用电冰箱的电流约为0.9A D.一节新干电池的电压约5V
【答案】C
【解析】A.通过小灯泡的电流约0.2A,故A不符合题意;
B.我国家庭电路中,家庭电路电压约为220V,故B不符合题意;
C.家用冰箱的功率一般在200W左右,因为, 所以
故C符合题意;
D.一节新干电池的电压约1.5V,故D不符合题意。
故选C。
4.如图所示是利用电压表测量灯泡两端电压的电路图,其中正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】A.电压表与L2并联,测量的是L2两端的电压,但电压表的正负接线柱接反了,不能测量L2两端的电压,故A错误;
B.电压表与L1并联,测量的是L1两端的电压,不能测量L2两端的电压,故B错误;
C.电压表与L2并联,测量的是L2两端的电压,选用0~3V量程,能测量L2两端的电压,故C正确;
D.电压表与L1、L2串联在电路,电压表连接错误,不能测量L2两端的电压,故D错误。
故选C。
5.某同学在进行电路连接实验时,不慎将两电表的位置对调了,误接成如图所示电路,两只电表的量程选择是正确的,则开关S闭合后( )
A.电流表损坏,电压表读数为零 B.电流表有读数,电压表读数为零
C.电流表读数为零,电压表有读数 D.电流表、电压表均损坏
【答案】C
【解析】当电压表串联在电路中,能测量电源电压,故有示数,但电压表的内阻很大,电路相当于断路,此时电路中的电流几乎没有,所以电流表示数几乎为零。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.如图所示的四个电路中,当闭合开关S后,小灯泡L1、L2都能正常发光,其中电压表不能直接测出L1两端电压的电路是( )
A.B.C. D.
【答案】C
【解析】A.图中两灯串联,电压表与L1并联,电压表测L1两端电压,故A不符合题意;
B.图中两灯串联,电压表与L1并联,电压表测L1两端电压,故B不符合题意;
C.图中两灯串联,电压表与L2并联,测L2两端电压,故C符合题意;
D.图中两灯并联,电压表测L1或L2或电源的电压,故D不符合题意。
故选C。
7.如图所示的电路中,闭合开关S,已知电源电压为6V,L1两端的电压为2V,则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为2V B.电压表的示数为4V C.电压表的示数为6V D.电压表的示数为10V
【答案】A
【解析】由电路图可知,L1、L2串联,电压表测L1两端的电压,由于L1两端的电压,所以电压表的示数为2V,故A正确,BCD错误。
故选A。
8.小明自制“伏打电堆”并连接了如图所示电路。闭合开关S,小灯泡发光,电压表指针右偏,则下列说法正确的是( )
A.金属A是电堆的正极 B.“伏打电堆”将电能转化为化学能
C.若小灯泡断路,电压表仍有示数 D.若断开开关,A、B两金属间无电压
【答案】C
【解析】A.由题意知,电压表指针右偏,说明与电压表正接线柱连接的是电源的正极,即金属B是电源的正极,故A错误;
B.“伏打电堆”是将化学能转化为电能的装置,故B错误;
C.闭合开关,若小灯泡断路,电压表仍可以接在电源的两极上,所以有示数,故C正确;
D.A、B两金属间的电压是始终存在的,与电路是否接通无关,故D错误。
故选C。
9.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】由图知,三个灯泡组成串联电路,闭合开关后,电压表与灯泡L1、L2并联,所以电压表测量的是灯泡L1和L2两端的总电压。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10.如图所示是某同学探究串联电路的电压规律所连接的电路。闭合开关后,发现小灯泡L1不发光,但小灯泡L2正常发光,且电压表有示数。下列说法正确的是( )
A.将导线①的左端改接到a接线柱,闭合开关后电压表仍会有示数
B.要测量L1两端的电压,可以直接将导线②上端改接到a接线柱
C.电压表测量的是小灯泡L2两端的电压
D.小灯泡L1不发光,可能是小灯泡L1断路
【答案】AC
【解析】C.由电路图可知,两灯泡串联,电压表并联在灯泡L2两端,则电压表测小灯泡L2两端的电压,故C正确;
D.由题知,闭合开关后,发现小灯泡L1不发光,但小灯泡L2正常发光,且电压表有示数。因串联电路中各用电器互相影响,所以不可能是某一盏灯断路,否则两灯泡都不发光,则故障是某一盏灯短路。L2正常发光,电压表有示数,说明L2没有短路,所以故障是小灯泡L1短路,故D错误;
A.由前面解答可知,灯泡L1短路,灯泡L2无故障;若将导线①的左端改接到a接线柱,电路为灯泡L2的简单电路(灯泡L2仍然正常发光),电压表测电源的电压,电压表仍然有示数,故A正确;
B.由图可知,若直接将导线②的上端改接到a接线柱,会导致电压表正负接线柱接反,闭合开关后,电压表指针反偏,不能测出L1两端的电压,故B错误。
故选AC。
11.如图所示电路,当闭合开关后,电压表测量的是( )
A.电源电压 B.灯L1两端的电压
C.灯L2两端的电压 D.灯L1和L2两端的电压的总电压
【答案】C
【解析】由图知道,两个灯是依次连接的,即两灯串联连接;因为电压表并联在L2两端,所以电压表测量L2两端的电压,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
12.如图所示电路中,当开关S闭合时,电压表测的是( )
A.R1的电压 B.R2的电压 C.R1、R2总电压 D.电源和R1的电压
【答案】B
【解析】从电路图中可以看出,电压表并联在R2两端,因此电压表测量R2两端的电压。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
13.如图所示,电源电压为3V,闭合开关S,电压表的示数为2V,忽略温度对灯丝电阻的影响。则( )
A.电压表测量的是灯泡两端的电压 B.电压表测量的是灯泡两端的电压
C.灯泡和的电流之比是2∶1 D.若灯泡短路,电压表示数为零
【答案】A
【解析】AB.如图所示,当开关闭合时,两灯串联,电压表与L1并联,电压表测量的是灯泡两端的电压,故A符合题意,B不符合题意;
C.当开关闭合时,两灯串联,根据串联电路电流的规律,串联电路电流强度处处相等,故灯泡和的电流之比是1∶1,故C错误;
D.若灯泡短路,L2两端电压为0,电路为L1的简单电路,L1两端电压为电源电压,故电压表示数为电源电压,不为0,故D错误。
故选A。
14.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。
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.图中电源电压保持不变,当S1、S2都闭合时,电压表示数为4.5V;当S1闭合、S2断开时,电压表示数为3V;那么S1、S2都断开时,L1和L2两端的电压分别为( )
A.3V和4.5V B.1.5V和4.5V C.3V和1.5V D.1.5V和3V
【答案】C
【解析】当S1、S2都闭合时,L2短路,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压,电压表示数为4.5V,所以电源电压为4.5V;当S1闭合,S2断开时,L1和L2串联,电压表测L1两端的电压,电压表示数为3V,则L1两端的电压为3V;S1、S2都断开时,L1和L2仍然串联,L1两端的电压仍为3V,由串联电路中电压规律可知,L2两端的电压,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
17.如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,下列描述不正确的是( )
A.开关断开时,电压表示数为6V B.L1和L2两端电压之差为4V
C.L2两端电压为4V D.L1和L2两端电压之和为6V
【答案】B
【解析】由电路图可知,L1与L2串联,电压表测L2两端的电压。
A.开关断开时,电压表与电源两端相连,此时电压表示数等于电源电压6V,故A正确,不符合题意;
B.因为L1与L2串联,电源电压U=6V,电压表测L2两端电压U2=4V,根据串联电路电压规律U=U1+U2,可得L1两端电压U1=U−U2=6V−4V=2V
那么L1和L2两端电压之差为|U1−U2|=|2V−4V|=2V≠4V,故B错误,符合题意;
C.电压表测L2两端的电压,其示数为4V,所以L2两端电压为4V,故C正确,不符合题意
D.根据串联电路电压规律,L1和L2两端电压之和等于电源电压6V,故D正确,不符合题意。
故选B。
18.连接如图所示的电路,将开关S闭合后,灯L1和灯L2均发光。下列叙述中,正确的是( )
A.L1和L2串联 B.通过L1和L2的电流一定相等
C.L1和L2两端的电压一定相等 D.闭合开关,若L1灯丝烧断,则L2也不发光
【答案】C
【解析】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.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B错误;
C.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C正确;
D.两个灯泡并联时,它们不相互影响,则 若L1灯丝烧断,则L2照常发光, 故D错误。
故选C。
19.如图所示,电源电压不变,只闭合开关时电压表示数为12V,只闭合开关时电压表示数为4V。那么,当均断开时,小灯泡和两端的电压分别为( )
A.12V和4V B.4V和12V C.8V和4V D.4V和8V
【答案】C
【解析】由电路图知道,只闭合开关时,电压表测电源的电压,所以电源的电压为12V;只闭合开关时,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,则L2两端的电压 U2=4V
由串联电路电压的特点知道,L1两端的电压
当均断开时,两灯泡串联,此时电路中的电流与只闭合开关时相同,灯泡的电阻不变,所以两灯泡的电压分别为8V、4V,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
20.如图所示,当图甲电路中的开关S闭合时,两个电压表的指针位置均如图乙所示。则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.1.2V 6V B.6V 1.2V C.4.8V 1.2V D.1.2V 4.8V
【答案】C
【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, 因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, 所以,电压表V1的量程为0~15V,分度值为0.5V,则电源的电压U=6V;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=1.2V,电阻R1两端电压
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
21.如图所示,在探究串联电路的电压关系时,闭合开关后用电压表分别测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=2伏,UBC=2伏,UAC=4伏。在表格中记录数据后,接着应该做的是( )
A.整理器材,结束实验 B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值 D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
【答案】C
【解析】用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=2伏,UBC=2伏,UAC=4伏,说明两个小灯泡是同一规格的,但一组数据具有很大的偶然性,因此为了得到普遍规律,接下来的操作应是换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,然后分析数据,这样的结论才具有科学性。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
22.如图所示的电路中,能用电压表直接测出灯L1两端电压的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】A.在图所示电路中,电压表并联在灯、两端,测灯、两端电压,即电源电压,故A不符合题意;
B.在图所示电路中,开关闭合后,电压表与灯并联,电压表测灯两端的电压,故B符合题意;
C.在图所示电路中,电压表与灯并联,电压表测灯两端电压,故C不符合题意;
D.在图所示电路中,电压表测电源电压,电压表测灯两端电压,故D不符合题意。
故选B。
二、、填空题
23.如图甲所示的电路中,电压表所用的量程不同,当电路闭合后,V1和V2的示数如图乙所示,则可以判断出V1示数是________V,V2示数是________V,L1两端的电压是________V。
【答案】 5.5 2.5 3
【解析】[1][2]由甲图可知,两个灯泡串联,电压表V1测量L1和L2两端的总电压,电压表V2测量L2两端的电压,根据串联电路电压的规律,电压表V1的示数大于电压表V2的示数,则电压表V1选择大量程0~15V,示数为5.5V,电压表V2选择小量程0~3V,示数为2.5V。
[3]小灯泡L1和L2两端的总电压为5.5V,小灯泡L2两端的电压为2.5V,由串联电路中电压规律可知,小灯泡L1的电压为
24.如图所示,电源电压是6V且不变,开关S闭合后电压表示数为2V,L1两端电压是________V,通过灯L1和灯L2的电流________(选填“灯L1”“灯L2”或“一样”)大;当开关S断开时,电压表的示数为________V。
【答案】 4 一样 6
【解析】[1]由图可知,开关S闭合后,两个灯泡串联,电压表测量L2两端的电压,电压表示数为2V,L2两端的电压是2V,由串联电路电压的规律可知L1两端电压
[2]开关S闭合后,两个灯泡串联,由于串联电路处处电流相等,所以通过两灯的电流相等,即通过灯L1和灯L2的电流一样大。
[3]当开关S断开时,电压表和灯泡L1串联,电压表的示数等于电源电压,电压表的示数是6V。
三.探究题
25.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”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如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是________。
(2)小明根据图甲连接好电路,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________(写出一种即可)。
(3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
①分析实验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的电压________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,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是________,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________。
(5)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是________。
【答案】(1)对电压表进行调零 (2)见解析 (3)等于 (4) 选用相同规格的灯泡做实验 见解析
(5) 不能 电压表的正负接线柱接反了
【解析】(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,指针没有指零刻度,应对电压表进行调零。
(2)由电路图可知,两灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压。闭合开关后,发现电压表示数为零,且只有或中的一处发生故障。若灯、均不亮,说明电路发生断路,而电压表没有示数,说明电压表的两端不能与电源连通,则是断路;若亮、不亮,而电压表没有示数,则可能是灯短路。
(3)由表中实验数据可知,UAC=UAB+UBC,即串联电路的总电压等于各部分电路电压之和。
(4)[1]由实验数据可知,各部分电路两端电压相等,该结论是错误的,造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验;
[2]由实验数据可知,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验。
(5)[1][2]为了节省时间,利用原来的电路图,在测两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这样做不能测出两端的电压,因为根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表的正负接线柱接反了。
26.小科通过实验对“串联电路各部分电压的关系”进行了验证。利用学生电源、小灯泡2个、电压表1个、开关1个、导线若干等器材,按图甲电路逐一接入电压表进行实验。
(1)实验中小灯泡L1、L2的规格应___________(填“相同”或“不同”);
(2)在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,应正确选择量程,具体操作是___________;
(3)某次测量时电压表示数如图乙,则读数为___________伏;
(4)整理实验数据时,小科发现两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两端的总电压U,与预期结果不相符。换用其他器材并规范操作,多次实验后结果均相同,其原因可能是___________。
【答案】 不同 先拿被测电路的另一个线头迅速试触电压表的最大量程的接线柱,若指针偏转角度太小,再使用较小的量程 1.5 导线有电阻,两端存在电压
【解析】(1)[1]实验是探究串联电路中各部分电压的关系,由于串联电路电流处处相等,实验中小灯泡L1、L2的规格应不同,灯泡的两端电压不同,实验结论更具有普遍性。
(2)[2]在被测电压难以估计时,为避免电压过大而损坏电压表,根据试触法可知,可先拿被测电路的另一个线头迅速试触电压表的最大量程的接线柱,若指针偏转角度太小,再使用较小的量程。
(3)[3]如图乙可知,电压表选择小量程接入电路中,分度值为0.1V,其读数为1.5V。
(4)[4]实验中,预期的实验结果应是两灯泡上的电压U1、U2之和等于两灯泡两端的总电压U,但实际上导线有电阻,两端存在电压,分担了很小部分的电源电压,因此两灯泡上的电压U1、U2之和略小于两灯泡两端的总电压U。
27.在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示,连接电路时,至少需要___________根导线;实验中应选择规格___________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是___________(写出一种即可)。
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?___________,理由是___________。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:___________。
UAB(V)
UBC(V)
UAC(V)
2.6
1.8
4.4
【答案】 6 不同 L1短路(或L2开路、电压表已坏等) 不能 电压表的正负接线柱接反 见解析
【解析】(1)[1][2]由电路图可知,共需要接6根导线;为了避免实验的偶然性,使探究得出的结论具有普遍性,应该选取不同的小灯泡进行实验。
(2)[3]图中两盏灯串联,在测L1两端电压时,发现电压表示数为零,说明电路中可能出现了断路,电压表不能与电源两极连通,则由图知可能是L2断路;电压表示数为零,还可能是L1短路,造成电压表也被短路而无示数。
(3)[4][5]由图知,测出L1两端的电压时,A与电压表的正接线柱相连;小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,则会造成电流从负接线柱流入,即电压表的正负接线柱接反了,故不能测出L2两端电压。
(4)[6]只做一次实验,结果具有偶然性,应换用不同的小灯泡,多做几次实验。
28.小明同学对串联电路的电压规律进行了探究。
[猜想与假设]串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。
[设计与进行实验]
(1)按图所示的电路图连接电路。
(2)闭合开关,排除故障,用电压表测出L1两端的电压。
(3)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法: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。
(4)测出AC间的电压,得出结论。
[交流与评估]
(1)在拆接电路时,开关必须____。
(2)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是____或____。
(3)小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?____。原因:____。
(4)方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中,小明分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。此实验在设计方案上还存在的不足之处是_____。 改进方法是_____。
【答案】(1)断开 (2) 小灯泡L1短路 小灯泡L2断路 (3) 不能 电压表的正负接线柱接反了
(4) 只进行一次实验就得出结论,结论不具有普遍性 多进行几次实验
【解析】(1)在拆接电路时,为了确保电路不被损坏,开关必须处于断开状态。
(2)[1][2]闭合开关时,若电压表的示数为0,说明电压表与导线两端并联了,或者电压表的正负接线柱没有与电源正负极相连,则存在两种可能:小灯泡L1短路或小灯泡L2断路。
(3)[1][2]在测量L1两端电压时,与A点相连的是电压表的负接线柱,若直接将接A点的线头改接到C点上,则电流从电压表的负接线柱流入,电压表的正负接线柱就接反了,所以不能测出L2两端的电压。
(4)[1][2]由表格数据可知,在串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和;在探究串联电路中的电压规律时,为了使实验结论具有普遍性,要进行多次测量,此实验的不足之处是只做了一次实验就得出结论,结论不具有普遍性,应该更换不同规格的灯泡进行多次实验,得出多组数据,再总结出串联电路中的电压规律。
29.小徐和小静探究“并联电路电压的关系”时,小徐先按图甲所示电路图连接图乙所示的实物图(电压表尚未连接)。
(1)小静一眼就看出了小徐连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现________ (选填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成滑动变阻器被损坏。
(2)小静只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。她的做法可能是___________________________ (写出一种即可)。
(3)接下来,他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中,通过调节滑动变阻器使电压表V1的示数如图2所示,则电压表V的示数是__________ V。
(4)在电路中串联滑动变阻器的作用是______________ ,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于______ 端(选填“左”或“右”),该实验的结论是_________ 。
【答案】(1)短路 (2)见解析 (3)2.5
(4) 保护电路,还可以改变灯泡两端电压或电路中的电流 左 并联电路各支路电压相同
【解析】(1)由图知,电流由正极流出经导线②、AC、导线①、滑动变阻器、开关直接回电源负极,电流未通过两灯泡直接形成了回路,可知两灯泡被短路,此时两灯泡都不会亮;滑动变阻器的阻值不是最大,电路中的电流会较大,有可能损坏滑动变阻器或电源。
(2)为使电路连接正确,可将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B。
(3)由图丁知,电压表的量程为,分度值为0.1V,示数为2.5V;因为灯泡并联,所以V的示数也为2.5V。
(4)[1][2][3]滑动变阻器在电路中的基本作用是保护电路,还可以改变灯泡两端电压或电路中的电流;滑动变阻器的下面接了右边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最左端,使其阻值最大;实验时三个电压表的示数相等,该实验的结论是并联电路各支路电压相同。
30.在“探究串联电路电压规律”实验中,小明连接了图甲的电路,A、B、C、D为接线柱编号,1、2、3、4为导线编号。
(1)为使结论具有普遍性,L1、L2应选择规格 ________ (选填“相同”或“不同”)的灯泡。
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,产生这种现象的原因是 ____________________ 。
(3)正确连接电路并测得L1两端的电压后,小明断开开关,只将第4根导线从E接线柱改接到B接线柱,用来测L2两端的电压。同组其他同学认为这种改接方法不可行,理由是 __________________________ 。
【答案】(1)不同 (2)电压表量程选大了 (3)电压表正负接线柱会接反
【解析】(1)为使结论具有普遍性,L1、L2应选择规格不同的灯泡。
(2)闭合开关,电压表指针如图乙,产生这种现象的原因是电压表量程选大了。
(3)正确连接电路并测得L1两端的电压后,小明断开开关,只将第4根导线从E接线柱改接到B接线柱,用来测L2两端的电压。同组其他同学认为这种改接方法不可行,理由是电压表的正负接线柱会接反。
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