11.5 电压及其测量(重难点专练)物理新教材北师大版九年级全一册
2026-07-13
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摘要:
**基本信息**
聚焦电压概念、测量工具及串并联电路电压规律,构建“概念-工具-规律”三层递进训练体系,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|电压|9题(含概念辨析、单位换算)|电压概念辨析与单位换算方法|从电压作用、单位到常见值,建立电压本质认知|
|电压表|6题(含仪器使用、故障分析)|电压表量程选择、连接及读数技巧|基于测量需求,掌握电压表使用规范与误差分析|
|串联电路电压关系|8题(含规律应用、实验探究)|串联电压求和规律及实验验证方法|通过实验推导串联电路电压分配规律,强化科学探究|
|并联电路电压关系|7题(含电路识别、实际应用)|并联电压相等规律及电路分析方法|结合生活电路实例,深化并联电压特性理解|
内容正文:
11.5 电压及其测量
题型01 电压
题型02 电压表
题型03 串联电路中的电压关系
题型04 并联电路中的电压关系
▌题型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。物理学中常用字母U表示电压。
2. 电源的作用:是给用电器两端提供电压。
3. 电压的单位:
(1)国际单位:伏特,简称伏,符号V。
(2)常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)等。
(3)单位换算: 1kV=103V,1V=103mV
4. 常见的电压值:
干电池的电压为1.5V;铅蓄电池的电压为2V;手机电池的电压为3.7V;家庭电路的电压为220V;对人体安全的电压为不高于36V。
1.下列有关电压的说法正确的是( )
A.电源是提供电压的装置
B.电压使电源的正极吸引负电荷、负极吸引正电荷
C.有电压一定有电流
D.要获得电压必须有电流
2.学习电学知识时,同学们在老师的引导下,联想到下列图片所示的两种情形,他们对其进行比较并找出了几条规律。其中不正确的是( )
A.电压使电路中形成电流,类似于水压使水管中形成水流
B.电源提供电压,类似于抽水机提供水压
C.抽水机消耗水能,类似于灯泡发光消耗电能
D.电流通过灯泡发光,类似于水流通过涡轮做功
3.小明自制“伏打电堆”并连接了如图所示电路。闭合开关,小灯泡发光,电压表指针右偏,下列说法正确的是( )
A.金属B是“伏打电堆”的正极 B.“伏打电堆”相当于电路中的用电器
C.若小灯泡断路,电压表的示数将为零 D.若断开开关,A、B两金属间没有电压
4.一般情况下,物理量要同时用数字和单位来描述。下列单位中和220数字一起较为准确地描述我国家庭电路电压的是( )
A.伏特(V) B.毫伏()
C.微伏() D.安培(A)
5.下列说法正确的是( )
A.电压的国际单位有伏特、千伏、毫伏、微伏等
B.经验证明高于36V的电压对人体是安全的
C.洗衣机正常工作的电压是220V
D.一节新干电池的电压是2V,合2×103mV
6.下列生活中常见的电压估测错误的是( )
A.一个铅蓄电池的电压约为2V
B.家用电冰箱的供电电压为220V
C.手机电池的电压为3.7V
D.动力电路的电压为380kV
7.某电源适配器(俗称“充电器”)上印有下图所示的数据,则适合该电源适配器工作的电压可以是( )
电源适配器输入:
输出:
A. B. C. D.
8.物理课外实践活动中,小明在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,制成一个电池,将铜片和锌片分别与LED两极相连,观察到LED发光,如图所示。下列说法错误的是( )
A.盐水是导体
B.电池的正极为铜片
C.盐水中电流的方向是从铜片流到锌片
D.若将发光二极管正负极对调,二极管两端有电压
9.导线中自由电子的定向移动需要“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.电功率
▌题型02 电压表
1.认识电压表
(1)作用:测量电路两端的电压。
(2)电压表的电路符号:
2. 电压表的量程与分度值
(1)使用“-”与“3”接线柱时,量程为0~3V,分度值为0.1V。
(2)使用“-”与“15”接线柱时,量程为0~15V,分度值为0.5V。
3.电压表的读数
明确所选电压表的量程;确定电压表的分度值;由指针位置读出示数,先大格后小格。
4.电压表的使用
(1)使用前进行调零。
(2)电压表与被测用电器并联。
(3)电压表的“+”接线柱靠近电源的正极,“-”接线柱靠近电源的负极。
(4)被测电压不能超过电压表的最大量程。
1.下列电路图中电表的使用正确的是( )
A. B.
C. D.
2.将金属片A、B插入盐水中,形成盐水电池,用电压表测该盐水电池两端电压,如图甲,移走电压表后将某型号LED(参数见铭牌)接在盐水电池两端,如图乙,LED不发光(器材完好)。下列说法正确的是( )
A.电压表示数为7.5V
B.金属片B是盐水电池的负极
C.LED不发光是因为它的正负极接反了
D.两个盐水电池串联可以点亮这个LED灯
3.如图所示,闭合开关,电压表测量的是( )
A.L1两端的电压 B.L2两端的电压
C.电源电压 D.L1和L2两端的电压
4.如图所示的各电路图中,闭合开关后电压表能测灯两端电压的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,电源电压为3V,小灯泡额定电压为4V;根据图甲中的电路图,用笔画线代替导线正确连接图乙中的实物图。
6.小亮成功地制作了水果电池后想探究“水果电池电压与哪些因素有关”。查阅了有关资料发现,铜和锌在酸性果汁中发生了氧化还原反应,从而在导线中形成电流。他猜想水果电池电压可能与水果的种类、电极插入水果的深度、两极间距离有关。他选用如图所示装置进行了实验,通过改变水果的种类、电极插入水果的深度、两极间距离,观察电压表示数,记录的数据如表:
实验编号
水果种类
深度h/cm
两极间距离s/cm
电压U/V
1
苹果
1
3
0.5
2
2
2
0.6
3
3
3
0.7
4
菠萝
2
1
0.6
5
2
2
0.5
(1)实验中观察电压表指针的偏转情况正常,该电池的______(选填“铜”或“锌”)片是它的正极。
(2)通过对比______两次实验数据可以初步得出结论:水果电池电压与水果的种类有关;通过对比1、3两次实验数据可以初步得出结论:______。
(3)新考法 提出问题 小亮随后将锌片分别换成外形相同的铝、铁做实验,发现电压表的示数不同,据此你可以提出一个怎样的可探究的科学问题:______?
▌题型03 串联电路中的电压关系
串联电路的电压规律
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。数学表达式: U=U1+U2。
1.如图所示,电源电压是6V,电压表的示数是3.6V,则( )
A.R1两端的电压是3.6V B.R2两端的电压是2.4V
C.R2两端的电压是3.6V D.R1和电源电压的总和是3.6V
2.如图所示,闭合开关S,两个规格不同的小灯泡L1、L2正常发光,用电流表测出A、B两点的电流分别为I1、I2;用电压表测出L1、L2两端的电压分别为U1、U2。则下列判断一定正确的是( )
A.U1>U2 B.U1=U2 C.I1>I2 D.I1=I2
3.如图所示,两个电压表指针偏转幅度完全相同,则电阻、两端的电压比( )
A.1∶5 B.4∶1 C.1∶4 D.5∶1
4.关于连接在同一个电路中的两盏灯的串联和并联,下列判断正确的是( )
A.若一个开关能同时控制两盏灯的亮与灭,这两盏灯一定是串联
B.若通过两盏灯的电流相等,这两盏灯一定是串联
C.若两盏灯两端的电压不相等,这两盏灯一定是串联
D.若其中一盏灯熄灭,另一盏灯仍发光,这两盏灯一定是串联
5.如图所示,电源电压恒为3V。闭合开关S,电压表的示数为0.5V,则灯泡L2两端的电压为__________V,开关S断开时,电压表的示数为__________V。
6.一串小彩灯,每个小彩灯规格为“4V,0.2A”,如图所示,细金属丝由于表面氧化铜而与灯丝支架不导通,若加上200V以上电压时,细金属丝与灯丝导电支架导通。将这一串小彩灯串联在220V的家庭电路中,要使小彩灯正常发光,应串联________个小彩灯。当其中一只小彩灯灯丝突然烧断时,烧断的瞬间细金属丝两端电压达到________V,故细金属丝与灯丝支架导通,保证其它灯泡继续发光。
7.如图a所示电路中,当闭合开关和后,两个电压表的指针均为图b所示,则灯泡两端的电压为______;若断开开关,电压表的示数将______(“变大”“变小”“不变”)。
8.小华和同学进行“探究串联电路电压特点”的实验。所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表V1和V2(量程均为0~3V和0~15V),导线若干。
(1)为测量L1两端电压,请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)具有创新精神的小华决定改进实验。她按照图丙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表___________(选填“V1”或“V2”)的量程选大了,此时电压表V1和V2的示数分别为___________V和___________V;
9.在“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”实验中,小明选用的主要器材有:两节新干电池、两个小灯泡、一个电压表。并用如图甲所示的电路组装元件进行实验。
(1)实验中最好应选择规格__________(填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC,得到的数据记录在下表中。分析实验数据,你可以得到的结论是__________________________________________________。
实验次序
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
(3)小明进行多次实验的主要目的是__________(填序号)。
①寻找普遍规律②减小实验误差③打发时间
(4)某次将电压表接B、C两点进行测量时,电压表的示数如图乙,则此时灯L1两端的电压大小为__________。
(5)小明在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将电压表的B端不动,A端松开,接到C接线柱上,测量L2两端的电压,这会使得闭合开关后____________________。
▌题型04 并联电路中的电压关系
并联电路的电压规律
并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端电压相等。数学表达式: U=U1=U2。
1.如下图所示的电路中,开关S闭合后,两个灯泡的连接方式和电压关系是( )
A.串联,L1两端电压大于L2两端电压
B.串联,L1两端电压等于L2两端电压
C.并联,L1两端电压等于L2两端电压
D.并联,L1两端电压大于L2两端电压
2.两只小灯泡接入电路中,下列能确定两只灯泡一定是并联的是( )
A.通过两只灯泡的电流不相等 B.两只灯泡两端的电压不相等
C.通过两只灯泡的电流相等 D.两只灯泡两端的电压相等
3.小苏和同学们对如图所示的家庭电路进行探讨,形成了以下观点,其中不正确的是( )
A.电路中各用电器是串联连接的
B.断开开关S用电器都不能工作
C.同时工作时各用电器电压相同
D.各用电器的工作电流可能不同
4.两个小灯泡并联在电路中,其中一个小灯泡比较亮,另一个小灯泡比较暗。则它们两端的电压大小关系是( )
A.相等 B.较亮的小灯泡两端的电压较高
C.较暗的小灯泡两端的电压较低 D.无法确定
5.小明对一个电学暗箱进行了实验探究。如图所示,A、B是小灯泡L1的接线柱,C、D是小灯泡L2的接线柱,E、F是小灯泡L3的接线柱。实验操作及对应的现象如下表所示。下列分析正确的是( )
实验操作
实验现象
闭合开关S
三个小灯泡均发光
观察亮度
L1最亮
取下其中任意一个小灯泡
剩余两个小灯泡仍能发光
A.暗箱中的三个小灯泡串联
B.暗箱中的三个小灯泡规格相同
C.取下其中任意一个小灯泡,电流表示数变小
D.若用电压表分别测量三个小灯泡两端的电压,L1两端电压最大
6.如图所示,小科将铜片和锌片插入橙子制作了一个“水果电池”,并用这个电池给图中的两个LED灯供电,则锌片是该电池的_______极,这两个LED灯两端的电压_______(选填“相等”或“不相等”)。
7.如图所示是正在充电的两部手机,他们组成_______(选填“串联”或“并联”)电路。此时拔掉一部手机,剩下那一部正在充电的手机两端电压会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
8.在“探究并联电路中电压的特点”实验中,实验电路如图甲所示:
(1)连接电路时开关应处于___________状态。
(2)要用电压表测量小灯泡两端的电压,请用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
(3)闭合开关,观察到小灯泡发光、不发光,故障可能是___________。
(4)排除故障后,用电压表分别测量小灯泡、L3及电源两端的电压,电压表示数均如图乙所示。 为___________V。更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论并联 电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压___________。
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11.5电压及其测量
题型01电压
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】A
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】B
8.【答案】C
9.【答案】C
题型02电压表
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】D
电源
5.【答案】
6.
【答案】(1)铜
(2)
2、5
当水果种类、两极间距离相同时,电极插入水果的深度越深,水果电池的电压越大
(3)水果电池的电压与电极的材料有关吗
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题型03串联电路中的电压送系
1.答案】C
2.【答案】D
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】
2.5
3
6.【答案】
55
220
7.【答案】
6
变大
8
【答案】(1)
(2)
V,
0.6
3
9.
【答案】(1)不同
(2)串联电路中,各用电器两端电压之和等于电源电压/UB+Uc=U4c
(3)0
(4)1.6V
(⑤)电压表指针向反方向偏转
题型04并联电路中的电压关系
1.【答案】C
2.【答案】A
3.【答案】A
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4.【答案】A
5.【答案】C
6.【答案】
负
相等
7.【答案】
并联
不变
6
【答案】(1)断开
(2)
7L2
三咳
(3)L2所在支路断路
(4)3.0
相等
313
11.5 电压及其测量
题型01 电压
题型02 电压表
题型03 串联电路中的电压关系
题型04 并联电路中的电压关系
▌题型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。物理学中常用字母U表示电压。
2. 电源的作用:是给用电器两端提供电压。
3. 电压的单位:
(1)国际单位:伏特,简称伏,符号V。
(2)常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)等。
(3)单位换算: 1kV=103V,1V=103mV
4. 常见的电压值:
干电池的电压为1.5V;铅蓄电池的电压为2V;手机电池的电压为3.7V;家庭电路的电压为220V;对人体安全的电压为不高于36V。
1.下列有关电压的说法正确的是( )
A.电源是提供电压的装置
B.电压使电源的正极吸引负电荷、负极吸引正电荷
C.有电压一定有电流
D.要获得电压必须有电流
【答案】A
【详解】A.电源(如电池、发电机等)的主要功能是为电路提供电能,而电能的提供是通过在电路中维持一定的电压来实现的。电压可以理解为推动电荷移动的“压力”或“驱动力”,因此,电源确实是提供电压的装置,故A正确;
B.电压的作用是使电路中的电荷发生定向移动形成电流。在电源的外部,正极吸引负电荷,负极排斥负电荷,从而驱动负电荷(电子)从负极流向正极。“负极吸引正电荷”的说法不准确,故B错误;
C.有电压,且电路是闭合的回路才会形成电流,故C错误;
D.电源可以独立提供电压,而不需要有电流,比如一个干电池就可以提供电压,但是没有电流,故D错误。
故选A。
2.学习电学知识时,同学们在老师的引导下,联想到下列图片所示的两种情形,他们对其进行比较并找出了几条规律。其中不正确的是( )
A.电压使电路中形成电流,类似于水压使水管中形成水流
B.电源提供电压,类似于抽水机提供水压
C.抽水机消耗水能,类似于灯泡发光消耗电能
D.电流通过灯泡发光,类似于水流通过涡轮做功
【答案】C
【详解】利用看得见的水流类比电流,则电源提供电压类似抽水机提供水压、电流的形成类似水流的产生、灯泡消耗电能类似涡轮消耗水能。 所以相类似的规律不正确的是抽水机---电灯。故ABD正确,不符合题意;C错误,符合题意;
故选C 。
3.小明自制“伏打电堆”并连接了如图所示电路。闭合开关,小灯泡发光,电压表指针右偏,下列说法正确的是( )
A.金属B是“伏打电堆”的正极 B.“伏打电堆”相当于电路中的用电器
C.若小灯泡断路,电压表的示数将为零 D.若断开开关,A、B两金属间没有电压
【答案】A
【详解】AB.电源是提供电能的装置,图中“伏打电堆”相当于电路中的电源。由题意可知,闭合开关,小灯泡发光,电压表指针右偏,说明电流从电压表正接线柱流入负接线柱流出,因电流从电源正极流出,所以与电压表正接线柱相连的金属B为电源正极,故A正确,B错误;
C.闭合开关,若小灯泡断路,电压表仍接在电源的两极上和电源形成通路,所以电压表有示数,故C错误;
D.若断开开关,整个电路是断路,没有电流,但是A、B两金属间仍有电压,与电路是否接通无关,故D错误。
故选A。
4.一般情况下,物理量要同时用数字和单位来描述。下列单位中和220数字一起较为准确地描述我国家庭电路电压的是( )
A.伏特(V) B.毫伏()
C.微伏() D.安培(A)
【答案】A
【详解】A.由生活经验可知,我国家庭电路电压为220V,故A符合题意;
B.通过单位换算
可知,以毫伏做单位与实际不符,故B不符合题意;
C.通过单位换算
可知,以微伏做单位与实际不符,故C不符合题意;
D.安培是电流的单位,不是电压的单位,故D不符合题意。
故选A。
5.下列说法正确的是( )
A.电压的国际单位有伏特、千伏、毫伏、微伏等
B.经验证明高于36V的电压对人体是安全的
C.洗衣机正常工作的电压是220V
D.一节新干电池的电压是2V,合2×103mV
【答案】C
【详解】A.电压的国际单位是伏特,简称伏,用V表示。常用单位还有千伏、毫伏、微伏等,故A错误;
B.经验证明,不高于36伏的电压对人体是安全的,故B错误;
C.我国家庭电路的电压为220V,洗衣机正常工作的电压是220V,故C正确;
D.一节新干电池的电压是1.5V,故D错误。
故选C。
6.下列生活中常见的电压估测错误的是( )
A.一个铅蓄电池的电压约为2V
B.家用电冰箱的供电电压为220V
C.手机电池的电压为3.7V
D.动力电路的电压为380kV
【答案】D
【详解】A.根据常见电源电压可知,一个铅蓄电池的电压约为2V,故A正确,不符合题意;
B.我国家庭电路的电压是220V,家用电冰箱是接入家庭电路使用的,其供电电压为220V,故B正确,不符合题意;
C.USB电压一般为5V,手机电池的电压比USB充电电压要低一些,约为3.7V,故C正确,不符合题意;
D.动力电路的电压为380V,而不是380kV(380kV = 380000V,这个电压过高,远不是动力电路的实际电压),故D错误,符合题意。
故选D。
7.某电源适配器(俗称“充电器”)上印有下图所示的数据,则适合该电源适配器工作的电压可以是( )
电源适配器输入:
输出:
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】电源适配器上标注了输入电压范围为,这表示该电源适配器能够在这个电压区间内正常工作。ACD不符合题意;B符合题意。
故选B。
8.物理课外实践活动中,小明在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,制成一个电池,将铜片和锌片分别与LED两极相连,观察到LED发光,如图所示。下列说法错误的是( )
A.盐水是导体
B.电池的正极为铜片
C.盐水中电流的方向是从铜片流到锌片
D.若将发光二极管正负极对调,二极管两端有电压
【答案】C
【详解】A.图中LED发光,表明电路中有电流通过,说明盐水是导体,构成了闭合回路,故A正确,不符合题意;
B.LED发光,且铜片与LED的正极相连,锌片与LED的负极相连,LED具有单向导电性,电流只能从LED的正极流入,从LED的负极流出,即电流在外部电路中是从铜片流向锌片,根据电流方向的规定可知,铜片是这个电池的正极,锌片是负极,故B正确,不符合题意;
C.根据B的分析可知,锌片是负极,铜片是正极,在电池内部,电流从负极流向正极,即从锌片流向铜片,故C错误,符合题意;
D.即使将发光二极管正负极对调,二极管不发光,但电池仍然存在,其两端的电压依然存在,所以二极管两端仍然有电压,故D正确,不符合题意。
故选C。
9.导线中自由电子的定向移动需要“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.电功率
【答案】C
【详解】导线中自由电子的定向移动会形成电流,而自由电子的定向移动需要“动力”的推动,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,所以高度差表示的量是即为电压,与电流、电阻、电功率没有关系。故A、B、D不符合题意,C符合题意。
故选C。
▌题型02 电压表
1.认识电压表
(1)作用:测量电路两端的电压。
(2)电压表的电路符号:
2. 电压表的量程与分度值
(1)使用“-”与“3”接线柱时,量程为0~3V,分度值为0.1V。
(2)使用“-”与“15”接线柱时,量程为0~15V,分度值为0.5V。
3.电压表的读数
明确所选电压表的量程;确定电压表的分度值;由指针位置读出示数,先大格后小格。
4.电压表的使用
(1)使用前进行调零。
(2)电压表与被测用电器并联。
(3)电压表的“+”接线柱靠近电源的正极,“-”接线柱靠近电源的负极。
(4)被测电压不能超过电压表的最大量程。
1.下列电路图中电表的使用正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】电流表串联在电路中,电流需从正接线柱流入,负接线柱流出;电压表并联在被测电路两端,电流同样满足正进负出。
A.电压表的正负接线柱接反,电流从电压表的负接线柱流入、正接线柱流出,违反使用规则,故A错误;
B.电流表并联在电源两端,电流表电阻极小相当于导线,并联会造成电源短路,违反电流表串联的要求;同时电压表串联在电路中,电压表电阻极大相当于开路,违反电压表并联的要求,故B错误;
C.电流表并联在灯泡两端,会造成灯泡被短路,违反串联要求,且电压表串联在电路中,不符合要求,故C错误;
D.电流表与灯泡串联,电流正进负出,符合使用规则;电压表并联在电源和灯泡两端,电流正进负出,符合使用规则,故D正确。
故选D。
2.将金属片A、B插入盐水中,形成盐水电池,用电压表测该盐水电池两端电压,如图甲,移走电压表后将某型号LED(参数见铭牌)接在盐水电池两端,如图乙,LED不发光(器材完好)。下列说法正确的是( )
A.电压表示数为7.5V
B.金属片B是盐水电池的负极
C.LED不发光是因为它的正负极接反了
D.两个盐水电池串联可以点亮这个LED灯
【答案】D
【详解】A.甲图电压表选用0∼3V量程,分度值0.1V,读数为1.5V,故A错误;
B.电压表连接遵循“正进负出”,电压表正接线柱接金属片B,因此B是盐水电池的正极,故B错误;
C.A是电池负极、B是电池正极,图乙中LED的负极接A、正极接B,正负极接法正确;LED不发光是因为盐水电池电压只有1.5V,低于LED的最低工作电压2V,故C错误;
D.一个盐水电池电压为1.5V,两个串联后总电压为3V,恰好落在LED的工作电压范围2∼3.2V内,因此可以点亮LED,故D正确。
故选D。
3.如图所示,闭合开关,电压表测量的是( )
A.L1两端的电压 B.L2两端的电压
C.电源电压 D.L1和L2两端的电压
【答案】A
【详解】由题图可知,电流依次经过灯泡L2、开关S、灯泡L1回到电源负极,因此L1与L2是串联关系。电压表的两个接线柱直接并联在L1的两端,因此电压表测量的是L1两端的电压。
故选A。
4.如图所示的各电路图中,闭合开关后电压表能测灯两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.图中电压表串联在电路中,测的是电源电压。故A不符合题意;
B.图中电压表并联在灯L1的两端,测的是L1两端的电压。故B不符合题意;
C.图中电压表并联在灯L1的两端,且正负接线柱接反了。故C不符合题意;
D.图中电压表并联在灯L2的两端,电流从正接线柱流入,负接线柱流出,测的是L2两端的电压。故D符合题意。
故选D。
5.如图所示,电源电压为3V,小灯泡额定电压为4V;根据图甲中的电路图,用笔画线代替导线正确连接图乙中的实物图。
【答案】
【详解】根据题图甲可知,电路是一个简单电路,开关S控制整个电路,电压表并联接在小灯泡L两端,已知电源电压为3V,故电压表的量程应选择0至3V的量程,据此作图。
6.小亮成功地制作了水果电池后想探究“水果电池电压与哪些因素有关”。查阅了有关资料发现,铜和锌在酸性果汁中发生了氧化还原反应,从而在导线中形成电流。他猜想水果电池电压可能与水果的种类、电极插入水果的深度、两极间距离有关。他选用如图所示装置进行了实验,通过改变水果的种类、电极插入水果的深度、两极间距离,观察电压表示数,记录的数据如表:
实验编号
水果种类
深度h/cm
两极间距离s/cm
电压U/V
1
苹果
1
3
0.5
2
2
2
0.6
3
3
3
0.7
4
菠萝
2
1
0.6
5
2
2
0.5
(1)实验中观察电压表指针的偏转情况正常,该电池的______(选填“铜”或“锌”)片是它的正极。
(2)通过对比______两次实验数据可以初步得出结论:水果电池电压与水果的种类有关;通过对比1、3两次实验数据可以初步得出结论:______。
(3)新考法 提出问题 小亮随后将锌片分别换成外形相同的铝、铁做实验,发现电压表的示数不同,据此你可以提出一个怎样的可探究的科学问题:______?
【答案】(1)铜
(2) 2、5 当水果种类、两极间距离相同时,电极插入水果的深度越深,水果电池的电压越大
(3)水果电池的电压与电极的材料有关吗
【详解】(1)电压表指针正常偏转,说明电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出,铜片与电压表正接线柱相连,则铜片是电池正极。
(2)探究水果电池电压与水果种类的关系时,需控制电极插入深度、两极间距离相同,改变水果种类,故应对比2、5两次实验;对比1、3两次实验,水果种类、两极间距离相同,电极插入深度越深,电压越大,据此可得结论:当水果种类、两极间距离相同时,电极插入水果的深度越深,水果电池的电压越大。
(3)更换不同材料的电极后电压不同,由此可提出问题:水果电池的电压与电极的材料有关吗?
▌题型03 串联电路中的电压关系
串联电路的电压规律
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。数学表达式: U=U1+U2。
1.如图所示,电源电压是6V,电压表的示数是3.6V,则( )
A.R1两端的电压是3.6V B.R2两端的电压是2.4V
C.R2两端的电压是3.6V D.R1和电源电压的总和是3.6V
【答案】C
【详解】由电路图可知,和串联在电路中,电压表测两端电压,所以两端的电压是3.6伏,由串联电路的电压特点可得两端的电压
故选C。
2.如图所示,闭合开关S,两个规格不同的小灯泡L1、L2正常发光,用电流表测出A、B两点的电流分别为I1、I2;用电压表测出L1、L2两端的电压分别为U1、U2。则下列判断一定正确的是( )
A.U1>U2 B.U1=U2 C.I1>I2 D.I1=I2
【答案】D
【详解】CD.L1与L2串联,由串联电路电流特点可知,通过L1和L2的电流一定相等,即,故C错误,D正确;
AB.串联电路分压,但由于不知道两个灯泡的规格是否相同,故无法判断它们两端的电压U1、U2的大小关系,故AB错误。
故选D。
3.如图所示,两个电压表指针偏转幅度完全相同,则电阻、两端的电压比( )
A.1∶5 B.4∶1 C.1∶4 D.5∶1
【答案】B
【详解】由图可知,与串联,测电源总电压(即和的总电压),测两端电压。根据串联电路电压规律
因此总电压。电压表有和两个测量范围,指针偏转幅度相同时,大量程的读数是小量程读数的5倍。因为,所以使用大量程,使用小量程,可得
两端电压
因此与两端电压比,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.关于连接在同一个电路中的两盏灯的串联和并联,下列判断正确的是( )
A.若一个开关能同时控制两盏灯的亮与灭,这两盏灯一定是串联
B.若通过两盏灯的电流相等,这两盏灯一定是串联
C.若两盏灯两端的电压不相等,这两盏灯一定是串联
D.若其中一盏灯熄灭,另一盏灯仍发光,这两盏灯一定是串联
【答案】C
【详解】A.若开关接在并联电路的干路,也可以同时控制两盏灯的亮灭,因此两灯不一定是串联,故A错误;
B.串联电路电流处处相等,但规格相同的两盏灯并联时,根据,两灯电流也相等,因此不一定是串联,故B错误;
C.并联电路的特点就是各支路两端电压一定相等,若两灯电压不相等,说明一定不是并联,因此一定是串联,故C正确;
D.并联电路中如果一盏灯断路熄灭,另一盏灯仍能正常发光;串联中如果一盏灯短路熄灭,另一盏也能发光,两种连接都可能出现该现象,因此不一定是串联,故D错误。
故选C。
5.如图所示,电源电压恒为3V。闭合开关S,电压表的示数为0.5V,则灯泡L2两端的电压为__________V,开关S断开时,电压表的示数为__________V。
【答案】 2.5 3
【详解】闭合开关,两灯泡串联接入电路,电压表测灯泡L1两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,则灯泡L2两端的电压为
开关S断开时,电压表测量电源电压,示数为3V。
6.一串小彩灯,每个小彩灯规格为“4V,0.2A”,如图所示,细金属丝由于表面氧化铜而与灯丝支架不导通,若加上200V以上电压时,细金属丝与灯丝导电支架导通。将这一串小彩灯串联在220V的家庭电路中,要使小彩灯正常发光,应串联________个小彩灯。当其中一只小彩灯灯丝突然烧断时,烧断的瞬间细金属丝两端电压达到________V,故细金属丝与灯丝支架导通,保证其它灯泡继续发光。
【答案】 55 220
【详解】每个小彩灯正常发光的电压为4V,将这一串小彩灯接在220V电路中,根据分压原理可知应串联的小彩灯个数
当一只小彩灯灯丝烧断瞬间,该位置相当于断路,整个电路的电源电压几乎全部加在这个断路位置两端,因此烧断的瞬间细金属丝两端电压等于电源电压220V,电压超过200V后细金属丝导通,保证其他灯泡继续发光。
7.如图a所示电路中,当闭合开关和后,两个电压表的指针均为图b所示,则灯泡两端的电压为______;若断开开关,电压表的示数将______(“变大”“变小”“不变”)。
【答案】 6 变大
【详解】 当和都闭合时,与串联,电压表测电源总电压,测两端电压。 串联电路总电压大于单个用电器的电压,两个电压表指针偏转位置相同,说明二者量程不同: 测总电压,使用0~15V量程,分度值0.5V,读数为总电压; 测两端电压,使用0~3V量程,分度值0.1V,读数为,因此两端电压为
断开后,串联接入电路,由于电压表内阻极大,几乎分得全部电源电压,因此电压表的示数变大。
8.小华和同学进行“探究串联电路电压特点”的实验。所用器材有:电压恒为3V的电源,一个开关,两只灯泡(L1和L2),两只相同电压表V1和V2(量程均为0~3V和0~15V),导线若干。
(1)为测量L1两端电压,请在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)具有创新精神的小华决定改进实验。她按照图丙所示电路图连接好电路,闭合开关,发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同,则可能的原因是电压表___________(选填“V1”或“V2”)的量程选大了,此时电压表V1和V2的示数分别为___________V和___________V;
【答案】(1)
(2) 0.6 3
【详解】(1)灯泡和是串联的,电压表测量两端的电压,故电压表与并联,只需将的右接线柱与的右接线柱相连即可,据此作图。
(2)电压表测量AB两点间的电压,电压表测量AC两点间的总电压。实验发现两个电压表的指针偏转角度相同,可能的原因是电压表的量程选大了。
电压表的示数是的5倍,电压表测量电源电压,则电压表的示数为3V,那么电压表的示数为0.6V。
9.在“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”实验中,小明选用的主要器材有:两节新干电池、两个小灯泡、一个电压表。并用如图甲所示的电路组装元件进行实验。
(1)实验中最好应选择规格__________(填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC,得到的数据记录在下表中。分析实验数据,你可以得到的结论是__________________________________________________。
实验次序
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
(3)小明进行多次实验的主要目的是__________(填序号)。
①寻找普遍规律②减小实验误差③打发时间
(4)某次将电压表接B、C两点进行测量时,电压表的示数如图乙,则此时灯L1两端的电压大小为__________。
(5)小明在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将电压表的B端不动,A端松开,接到C接线柱上,测量L2两端的电压,这会使得闭合开关后____________________。
【答案】(1)不同
(2)串联电路中,各用电器两端电压之和等于电源电压/
(3)①
(4)1.6V
(5)电压表指针向反方向偏转
【详解】(1)为了避免实验偶然性,得到普遍适用的结论,实验需要选用规格不同的小灯泡,防止相同规格灯泡带来的特殊结果。
(2)分析表格数据:三次实验都满足
因此得到结论:串联电路中,各用电器两端电压之和等于电源电压。
(3)本实验是探究物理规律的实验,多次实验的目的是寻找普遍规律,避免偶然性,因此选①。
(4)两节新干电池总电压为3V,因此电压表选择0~3V量程,分度值0.1V;电压表接B、C测电压,读数为1.4V,则根据串联电压规律,电压
(5)原测量电压时,电流从A端流入电压表,从B端流出;改接后,B端不动,A端接C,会导致电流从B端流入电压表,违反了“正进负出”的接线规则,会导致指针反向偏转,无法测量电压,甚至损坏电压表。
▌题型04 并联电路中的电压关系
并联电路的电压规律
并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端电压相等。数学表达式: U=U1=U2。
1.如下图所示的电路中,开关S闭合后,两个灯泡的连接方式和电压关系是( )
A.串联,L1两端电压大于L2两端电压
B.串联,L1两端电压等于L2两端电压
C.并联,L1两端电压等于L2两端电压
D.并联,L1两端电压大于L2两端电压
【答案】C
【详解】由题图可知,两个灯泡的两端分别连接在一起,然后接到电路中,这种连接方式是并联。并联电路中各支路两端的电压相等,所以L1两端电压等于L2两端电压。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.两只小灯泡接入电路中,下列能确定两只灯泡一定是并联的是( )
A.通过两只灯泡的电流不相等 B.两只灯泡两端的电压不相等
C.通过两只灯泡的电流相等 D.两只灯泡两端的电压相等
【答案】A
【详解】A.根据串联电流规律可知,串联电路电流处处相等;若通过两只灯泡的电流不相等,则说明两只灯泡一定是并联的,故A符合题意;
B.两只灯泡两端的电压不相等,根据并联电压规律可知,两灯一定串联,故B不符合题意;
C.通过两只灯泡的电流相等,两灯可能是串联的;当两灯规格一样并且并联时,根据欧姆定律可知,通过两灯的电流也相等;所以,两灯可能是串联也可能是并联,故C不符合题意;
D.两只灯泡两端的电压相等,根据并联电压规律可知,两灯可能是并联的;当两灯规格一样并且串联时,根据串联分压规律可知,两只灯泡两端的电压也相等;所以,两灯可能是串联也可能是并联,故D不符合题意。
故选A。
3.小苏和同学们对如图所示的家庭电路进行探讨,形成了以下观点,其中不正确的是( )
A.电路中各用电器是串联连接的
B.断开开关S用电器都不能工作
C.同时工作时各用电器电压相同
D.各用电器的工作电流可能不同
【答案】A
【详解】A.由图可知,闭合开关后,各用电器为并联连接,故A错误,符合题意;
B.开关S在干路中,断开后所有用电器均无法工作,故B正确,不符合题意;
C.并联电路中各支路两端电压相等,同时工作时各用电器电压相同,故C正确,不符合题意;
D.各用电器规格不一定相同,根据并联电路电流规律可知,工作时通过的电流可能不同,故D正确,不符合题意。
故选A。
4.两个小灯泡并联在电路中,其中一个小灯泡比较亮,另一个小灯泡比较暗。则它们两端的电压大小关系是( )
A.相等 B.较亮的小灯泡两端的电压较高
C.较暗的小灯泡两端的电压较低 D.无法确定
【答案】A
【详解】已知两个灯并联在电路中,因在并联电路中,各支路的电压是相等的,所以它们两端的电压相等,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.小明对一个电学暗箱进行了实验探究。如图所示,A、B是小灯泡L1的接线柱,C、D是小灯泡L2的接线柱,E、F是小灯泡L3的接线柱。实验操作及对应的现象如下表所示。下列分析正确的是( )
实验操作
实验现象
闭合开关S
三个小灯泡均发光
观察亮度
L1最亮
取下其中任意一个小灯泡
剩余两个小灯泡仍能发光
A.暗箱中的三个小灯泡串联
B.暗箱中的三个小灯泡规格相同
C.取下其中任意一个小灯泡,电流表示数变小
D.若用电压表分别测量三个小灯泡两端的电压,L1两端电压最大
【答案】C
【详解】A.由题意知,取下其中任意一个小灯泡,剩余两个小灯泡仍能发光,说明三个小灯泡之间互不影响,是并联关系,而不是串联,故A错误;
B.如果三个小灯泡规格相同,在并联电路中,它们两端电压相同,亮度应该相同,但L1最亮,说明它们规格不同,故B错误。
C.在并联电路中,各支路互不影响,取下其中任意一个小灯泡,不影响其他支路的电流,干路电流等于各支路电流之和,所以电流表示数会变小,故C正确;
D.因为三个小灯泡之间是并联关系,在并联电路中,各支路电压相等,因此若用电压表分别测量三个小灯泡两端的电压,电压相等,故D错误。
故选C。
6.如图所示,小科将铜片和锌片插入橙子制作了一个“水果电池”,并用这个电池给图中的两个LED灯供电,则锌片是该电池的_______极,这两个LED灯两端的电压_______(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】 负 相等
【详解】发光二极管具有单向导电性,只有电流从它的正极流入、负极流出时,它才会发光, 由图可知,锌片是电池的负极;由电路连接可知,两个LED的两端都分别接在水果电池的正、负极上,二者为并联关系,并联电路中各支路两端电压相等,因此两个LED两端的电压相等。
7.如图所示是正在充电的两部手机,他们组成_______(选填“串联”或“并联”)电路。此时拔掉一部手机,剩下那一部正在充电的手机两端电压会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 并联 不变
【详解】正在充电的两部手机独立工作、互不影响 ,拔掉其中一部不影响另一部的正常充电,因此它们组成并联电路。
在并联电路中各支路两端的电压相等且等于电源电压,所以此时拔掉一部手机后,剩下那一部正在充电的手机两端电压保持不变。
8.在“探究并联电路中电压的特点”实验中,实验电路如图甲所示:
(1)连接电路时开关应处于___________状态。
(2)要用电压表测量小灯泡两端的电压,请用笔画线代替导线在答题卡上将实物电路连接完整。
(3)闭合开关,观察到小灯泡发光、不发光,故障可能是___________。
(4)排除故障后,用电压表分别测量小灯泡、L3及电源两端的电压,电压表示数均如图乙所示。 为___________V。更换不同规格的小灯泡多次测量,发现电压表示数均如图乙所示。由此得出结论并联 电路中各支路用电器两端的电压与电源两端的电压___________。
【答案】(1)断开
(2)
(3)所在支路断路
(4) 3.0 相等
【详解】(1)连接电路时,为了避免接线过程中短路损坏元件,保护电路,开关必须处于断开状态。
(2)要用电压表测量小灯泡两端的电压,将电压表并联在灯泡的两端,使用0~3V接线柱。开关控制整个电路,从电源正极接一根导线到开关。据此作图。
(3)并联电路中,发光说明干路和支路是通路;若短路会造成整个电路短路,也无法发光,因此不发光的故障是所在支路断路。
(4)[1]电压表接0~3V量程,分度值为0.1V,指针对应读数为3.0V。
[2]更换规格不同的小灯泡多次进行测量,电压表的示数仍是3V,说明并联电路中各支路用电器两端的电压相等,都等于电源电压。
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