16.1 电压 讲义-2026-2027学年人教版九年级物理全一册
2026-07-30
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普通
摘要:
本初中物理讲义聚焦“电压”核心知识点,以“电压的作用与单位—常见电压值—电压表使用”为知识支架,通过水流类比电流建立电压概念,系统梳理电源作用、单位换算及串并联电路电压规律,形成完整知识脉络。
资料特色在于运用类比法建构电压模型,结合随学随练与题型分类(概念辨析、电压表读数等),培养科学思维与探究能力。含思维导图辅助理解,课中助力教师实验教学,课后通过分层练习帮助学生查漏补缺,强化物理观念。
内容正文:
第1节 电压
课时目标
课标要点
1. 知道电压的作用,知道电源是提供电压的装置;
2. 知道电压的单位,能对电压的不同单位进行换算;
3. 记住常见的电压值,如一节干电池电压、家庭电路电压等;
4. 会正确使用电压表测量电压,能正确读出电压表的示数;
5. 通过探究实验,总结出串联电路和并联电路中的电压规律。
重难点
重点:电压的作用与单位;电压表的正确使用;串并联电路电压规律。
难点:电压表在电路中的正确连接方法;串联电路和并联电路电压规律的探究与归纳。
知识点1 电压
1. 电压的作用
(1)类比学习
如图用抽水机不断地把低水位容器B中的水抽到高水位容器A中去,保持水压,从而形成连续不断地水流。 抽水机是提供水压的装置。
与水流类似,要使电荷在电路中定向移动,电路的两端就必须要有电压。 电源的作用就是给用电器两端提供电压,从而能形成持续电流。
结论抽水机提供水压(水位差)→水管形成水流→水轮机利用水能→阀门控制水流通断。
电源提供电压(电位差)→电路形成电流→电灯利用电能→开关控制电流通断。
(2)电压的作用:电压是使电路中的自由电荷发生定向移动形成电流的原因。
(3)电源的作用:电源是提供电压的装置。电源工作时将其他形式的能转化为电能。
(4)得到持续电流的条件:①有电源(提供电压);②电路是闭合的(通路)。
2. 电压的单位
(1)国际单位:伏特,简称伏,符号是 V。
(2)常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)。
(3)单位换算:1 kV = 10³ V;1 V = 10³ mV。
3. 常见的电压值
电源
一节干电池
一节蓄电池
手机电池
家庭电路
对人体安全的电压
工业动力电路
图示
电压值
1.5 V
2 V
3.7V
220 V
不高于36 V
380 V
【特别提醒】
(1)电压是形成电流的原因,电流是电压作用的结果。有电压不一定有电流(电路必须闭合),有电流一定有电压。
(2)电源是提供电压的装置,电压是使电荷定向移动形成电流的原因。
(3)生活中常说的“电压”是指电路两端的电压,如“家庭电路电压220 V”。
随学随练
1.(多选)关于电压,下列说法正确的是( )
A.电路两端只要有电压,电路中就一定有电流
B.电路断开,无电流,电源两端有电压
C.只要电路中有电流,电路两端就一定有电压
D.电池没有接入电路时,其两端的电压为零
【答案】BC
【详解】A.当电路处于断路状态时,即使有电压,电路中也没有电流,故A错误;
B.电路断开时,电源两端仍然有电压,但电路中无电流,故B正确;
C.形成持续电流的条件是电路两端有电压且电路是闭合回路,故C正确;
D.电池两端的电压是电池本身就有的,即使没有接入电路,电池两端电压也不为零,故D错误。
故选BC。
2.图甲所示,抽水机保持A、B之间的水压,形成由A经过水管流向B的水流;同理图乙所示的电路中,电源给用电器提供________,使电荷在电路中定向移动形成持续的电流,这里利用了________法。图乙中灯泡工作时电源内部负电荷移动方向是________(填“由正极到负极”或“由负极到正极”)。
【答案】 电压 类比 由正极到负极
【详解】[1]电源是提供电压的装置,是电源给用电器提供电压,使电荷在电路中定向移动形成持续的电流。
[2]水压是形成水流的原因,电压是形成电流的原因,将电压类比为水压,采用的方法叫类比法。
[3]在电源外部是电流从正极出发,流回到电源负极,而金属导体自由移动的是自由电子,而自由电子带负电,与电流的方向相反,所以图乙中灯泡工作时电源内部负电荷移动方向是由正极到负极。
3.下列有关电学物理量的估测符合实际的是( )
A.一节新的干电池的电压是2V
B.对人体安全的电压是36V
C.我国家庭照明电路的电压为380V
D.家用电冰箱的电流约为1A
【答案】D
【详解】A.一节新的干电池的电压是1.5V,不是2V,故A不符合题意;
B.对人体安全的电压是不高于36V,而不是固定的36V,故B不符合题意;
C.我国家庭照明电路的电压为220V,不是380V,380V是工业用电电压,故C不符合题意;
D.家用电冰箱的功率一般在200W左右,家庭电路电压为220V,根据,可得电流
接近1A,故D符合题意。
故选D。
4.同学们学习了电流形成的知识,那么电源是如何使电流持续流过用电器的呢,联想到如图所示的水流形成的过程。下列理解错误的是( )
A.灯泡类似于水轮机
B.电路中流动的电荷都是从电源正极流向负极
C.电压能推动电荷定向移动形成电流
D.电源消耗化学能来保持电压,抽水机抽水来保持水压
【答案】B
【详解】A.灯泡是利用电流来工作的,水轮机是利用水流来工作的,灯泡类似于水轮机,故A正确,不符合题意;
B.电路中,电源外部流动的电荷都是从电源负极流向正极,在电源内部,由正极流向负极,故B错误,符合题意;
C.电压类似水压,能推动电荷定向流动,形成电流,故C正确,不符合题意;
D.电源消耗化学能提供电压的装置,抽水机把水抽到高处提供水压,故D正确,不符合题意。
故选B。
知识点2 电压的测量
1. 电压表
(1)作用:测量电路两端电压的仪表。
(2)符号:——Ⓥ——
(3)构造:电压表有三个接线柱(一个“−”接线柱和两个“+”接线柱)和两个测量范围。
2. 电压表的测量范围和分度值
3. 电压表的读数方法
(1)明确所选电压表的测量范围。例如,0~3V或0~15V。
(2)确定电压表的分度值:即表盘的一个小格所代表的电压大小。如果测量范围是0~3V,则每1小格表示0.1 V;如果测量范围是0~15V,则每1小格表示0.5V 。
甲图电压表的示数为2 V;乙图电压表的示数为12.5 V。
甲 乙
(3)读数:接通电路,待指针稳定(不左右摆动)后读数。
4. 电压表的使用规则
使用前应调零:使用前应该先观察指针,是否在零刻度线上,若不在则应调零使指针指在零刻度线。
(1)并联:电压表要并联在被测电路的两端。
(2)正进负出:电流从电压表的“+”接线柱流入,从“−”接线柱流出。否则电压表指针反向偏转,无法读数
(3)测量范围选择:被测电压不能超过电压表的测量范围。在不能预先估计被测电压大小时,要先用大测量范围进行试触。
(4)直接接电源:电压表可以直接接在电源两极上,测量电源电压(此时电压表相当于断路)。
【易错提醒】
(1)电压表在电路中相当于断路,因此电压表可以直接接在电源两极上。
(2)电压表必须并联接入电路,若串联接入电路,则电路相当于断路,用电器不工作。
(3)接线柱接反时,指针会反向偏转,容易损坏电压表。
(4)选择测量范围时,若试触指针偏转角度太小(小于满偏的1/3),应换用较小测量范围以提高读数准确度。
5. 电压表使用“四要一不”
(1)要调零:使用前指针要对准零刻度线。
(2)要并联:电压表要并联在被测电路的两端。
(3)要正进负出:电流从“+”接线柱流入,从“−”接线柱流出。
(4)要选择合适的测量范围:被测电压不能超过电压表的测量范围,试触后选择合适测量范围。
(5)不超测量范围:被测电压不能超过电压表的最大测量值。
6. 电压表与电流表的比较
比较项
电压表
电流表
符号
Ⓥ
Ⓐ
连接方式
并联
串联
是否可直接接电源
可以
不可以
分析电路时
电压表可看做断路
电流表看成一条导线
在电路中相当于
断路
导线
测量范围
0~3 V、0~15 V
0~0.6 A、0~3 A
【易错提醒】
(1)电压表与被测电路并联,电流表与被测电路串联,这是两者最本质的区别。
(2)电压表可直接接电源两极测电源电压,电流表绝对不可以直接接电源两极。
(3)判断电压表测量对象的方法:看电压表与哪部分电路并联,两端接在哪两个点之间。
随学随练
1.用笔画线代替导线按照如下图甲所示的电路图连接图乙的实物图,要考虑电压表测量范围的选择。
【答案】
【详解】根据电路图可得,电流经开关S后分为两支,一支经灯L1、电流表回到负极,另一支经灯L2回到负极,电压表并联在灯L2两端,电源是两节干电池,电压3V,所以电压表选择0~3V量程。据此作图。
2.(多选)关于电表的使用,下列说法中正确的是( )
A.电流表应串联在被测电路中,电压表应并联在被测电路两端
B.连接电表时必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
C.被测电流或电压都不能超过电表的量程
D.可以将电流表或电压表不经过用电器直接接在电源的两极上
【答案】ABC
【详解】A.电流表必须串联在被测电路中,电压表需要并联在被测电路两端,故A正确;
B.连接时必须让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,否则指针会反向偏转,无法正常读数甚至损坏电表,故B正确;
C.若被测电流或电压超过电表量程,会造成电表损坏,因此不能超过电表量程,故C正确;
D.电流表不经过用电器直接接电源两极会造成电源短路,烧坏电流表和电源,故D错误。
故选ABC。
3.在图示的电路图中,能用电压表正确测出灯两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.电压表并联在电源两端,测电源总电压,不是两端电压,故A不符合题意;
B.电压表虽然并联在两端,但正负接线柱接反,无法正确测量,故B不符合题意;
C.电压表并联在两端,测量的是两端电压,故C不符合题意;
D.电压表并联在两端,且电流从正接线柱流入、负接线柱流出,符合使用规则,能正确测出两端电压,故D符合题意。
故选D。
4.如图所示的电路中,若闭合开关S后,两灯并联,则乙是___________表(选填“电流”或“电压”)。
【答案】电压
【详解】闭合开关S后,两个灯泡都能发光,如果乙表为电流表,则灯泡L2会被短路;当两表均是电压表,灯泡L2会被断路;当乙是电压表时,甲为电流表,则两灯并联,均可发光,故乙表为电压表。
题型1 电压概念的辨析
解题核心规律
(1)电压是形成电流的原因,电源是提供电压的装置;
(2)有电压不一定有电流(需电路闭合),有电流一定有电压;
(3)常见电压值要牢记:干电池1.5 V、蓄电池2 V、家庭电路220 V、安全电压不高于36 V。
活学活用
1.(多选)关于电压,下列说法正确的有( )
A.电压是形成电流的原因
B.电路两端有电压,电路中就一定有电流
C.电源是提供电压的装置
D.一节干电池的电压为2V
【答案】AC
【详解】A.电压是使电路中形成电流的原因,故A正确;
B.电路两端有电压,且电路是通路时,电路中才有电流,仅电路两端有电压,电路中不一定有电流,故B错误;
C.在电路中,电源是提供电压的装置,故C正确;
D.一节新干电池的电压是1.5V,而不是2V,故D错误。
故选AC。
2.(多选)下列关于生活中的物理,估测符合实际的是( )
A.电视机正常工作时通过的电流约为1A B.人洗澡时感觉到适宜的水温约为40℃
C.接入城市家庭生活用电的电压约为36V D.手机充电器的输出电压约为5V
【答案】ABD
【详解】A.电视机正常工作时通过的电流约为0.8A~1A,故A符合题意;
B.人体正常体温约,适宜洗澡水温略高于体温,符合实际,故B符合题意;
C.我国家庭生活用电电压为,是人体安全电压上限,不符合实际,故C不符合题意;
D.常规手机USB充电器的标准输出电压为5V,故D符合题意。
故选ABD。
3.(多选)类比是研究物理问题的常用方法。如图所示,两容器中的水在抽水机的作用下不断从低处抽运到高处,从而在管道中形成了水流。可以将电路中形成电流的情境与上述情境做类比。下列说法中正确的是( )
A.电路中的自由电荷可以类比管道中的水
B.图乙中电源上端是正极
C.电路中的开关可以类比管道上的阀门
D.电灯发光时消耗电能,可以类比抽水机工作时消耗水的机械能
【答案】AC
【详解】A.电路中形成电流是电荷的定向移动,管道中形成水流是水的流动,因此电路中的自由电荷可以类比管道中的水,故A正确;
B.电源的外部电流从电源的正极经过用电器回到电源的负极,电流的方向和电子定向移动的方向相反,由图乙可知,电子从电源的上端流出,经灯泡流回到电源下端,故电源上端为负极,故B错误;
C.电路中的开关控制电路的通断,管道中的阀门控制水流的通断,所以电路中的开关可以类比管道上的阀门,故C正确;
D.电灯是消耗电能的装置,它将电能转化为光能和内能,在水路类比中,与电灯对应的是水轮机,它消耗水的机械能,故D错误。
故选AC。
题型2 电压表的使用与读数
解题核心规律
(1)先看测量范围再读数:0~3 V测量范围分度值为0.1 V,0~15 V测量范围分度值为0.5 V;
(2)指针偏角过小应换小测量范围,指针偏角过大应换大测量范围(或已超测量范围);
(3)读数 = 分度值 × 偏转格数。
活学活用
1.(多选)关于电流表和电压表的使用方法,下列说法中不正确的是( )
A.测量电压时,电压表必须与被测电路串联
B.测量电流时,电流表必须与被测电路串联
C.不管是电流表还是电压表,连接时必须使电流从“”接线柱流出,从“”接线柱流入
D.电压表的量程改变后,每个格表示的值仍保持不变
【答案】ACD
【详解】A.测量电压时,电压表必须与被测电路并联,不是串联,故A错误,符合题意;
B.测量电流时,电流表必须与被测电路串联,这样才能测量通过被测电路的电流,故B正确,不符合题意;
C.不管是电流表还是电压表,连接时必须使电流从“+”接线柱流入,从“−”接线柱流出,故C错误,符合题意;
D.电压表不同量程的分度值不同,量程改变后,每个格表示的值会改变,故D错误,符合题意。
故选ACD。
2.(多选)图甲是我们已经学习使用过的电流表,图乙是我们将要学习的另外一种电学仪表,下列关于它们的说法中正确的是( )
A.乙图中表盘上的“V”是该仪表所测物理量的符号
B.在待测量大小不确定时,应首先用大量程试触
C.乙图中所选量程的分度值为0.1V
D.乙图中此时的读数应为9.5V
【答案】BD
【详解】A. 乙图中电学仪器是电压表,用来测电路中的电压U的大小,而表盘上的“V”是该仪表所测物理量电压U的单位,故A错误;
B. 在待测量大小不确定时,应首先用大量程试触,这样既可以保护电路,也可以保护电学仪表,故B正确;
C. 乙图中电压表所选量程为,相邻两个数值之间共分了10小格,故该量程的分度值为0.5V,故C错误;
D. 乙图中电压表所选量程为,分度值为0.5V,观察指针位置处在5V后的第9小格,所以此时电压表的读数U=5V+9×0.5V=9.5V,故D正确。
故选BD。
3.如图,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线情况和指针偏转可知:铜片是盐水电池的___________极,电池的电压为___________V。
【答案】 正 0.6
【详解】根据图示可知,电压表正向偏转,因为铜片与电压表的正接线柱相连,因此铜片为盐水电池的正极;
电压表的量程为0∼3V,分度值为0.1V,示数为0.6V。
题型3 电压表测量对象的判断
解题核心规律
(1)电压表与哪部分电路并联,就测量哪部分电路两端的电压;
(2)沿电压表两端“走线路”,看两端最终接在哪两个点之间;
(3)在复杂电路中,可以用“去源法”——去掉电源后看电压表与哪个用电器构成回路。
活学活用
1.如图甲是一款手持式电子测温仪,图乙是它的工作原理图,R是热敏电阻,是定值电阻,显示仪是由某种电表改装而成。下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的 B.显示仪是由电压表改装成的
C.R和的连接方式是并联 D.闭合开关时,显示仪测两端的电压
【答案】B
【详解】AB.电流表需要串联在电路中,电压表需要并联在被测电路两端。由图乙可知,显示仪并联在电路中,因此显示仪是由电压表改装而成,故A错误,B正确;
C.电流从电源正极流出,依次经过、、开关回到负极,显示仪并联在两端,因此和是串联,故C错误;
D.显示仪并联在两端,测量的是两端的电压,不是两端的电压,故D错误。
故选B。
2.如图所示电路,当闭合开关后,两个灯泡正常发光,图中电压表V2测量的是___________ (选填“L1”、“L2”或“L1和L2”)两端的电压,当断开开关时,电压表 ___________ (选填“只有V1”、“只有V2”或“V1和V2”)无示数。
【答案】 L2 V1和V2
【详解】[1]当闭合开关后,两个灯泡正常发光,图中电压表V2测量的是L2两端的电压,电压表V1测量电源电压。
[2]当断开开关时,两电压表均被断开,则电压表V1和V2无示数。
3.(多选)如图所示的电路中,当只闭合开关时,电流表、电压表均正常工作,下列说法正确的是( )
A.同时闭合开关和时,电路将发生短路
B.只闭合开关和时,电压表示数不为零
C.只闭合开关时,和串联,电压表测两端电压
D.只闭合开关和时,和并联,电压表示数为电源电压
【答案】ACD
【详解】A.同时闭合开关和时,电源两极被导线直接相连,电源被短路,故A正确;
B.只闭合开关和时,电压表被短路,无示数,故B错误;
C.只闭合开关时,和首尾相连,是串联的关系,电压表与并联,测两端电压,故C正确;
D.只闭合开关和时,和首首相连、尾尾相连,是并联的关系,电压表与电源并联,示数为电源电压,故D正确。
故选ACD。
基础通关
1.如图所示,教材将电路与水路进行了比较,引出了电压的概念,该过程中所用的科学研究方法是( )
A.控制变量法 B.转换法 C.类比法 D.模型法
【答案】C
【详解】我们将抽象的电路和熟悉的水路对应类比:用水泵类比电源、水路的水压类比电路的电压、水流类比电流,通过直观的水流规律来帮助理解看不见摸不着的电压的作用,这种将两个具有相似规律的事物对比,借助熟悉事物的规律去理解抽象事物、概念的方法就是类比法。故选C。
2.学习电学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.电路中有电压,则一定存在电流
D.电路中有电流,则一定存在电压
【答案】C
【详解】A.电压是电路中形成电流的原因,故A正确,不符合题意;
B.电源是电路中提供电压的装置,故B正确,不符合题意;
CD.产生持续电流的条件:①有电压;②有回路,只有电压、若电路为断路时,电路中不会有电流,电路中有电流,则一定存在电压,故D正确,不符合题意,C错误,符合题意。
故选C。
3.类比是研究物理问题的常用方法。如图所示,两容器中的水在抽水机的作用下不断从低处抽运到高处,从而在管道中形成了水流。可以将电路中形成电流的情境与上述情境做类比。下列类比不合理的是( )
A.电路中的自由电荷可以类比管道中的水
B.电路中的用电器可以类比抽水机
C.电路中的开关可以类比管道上的阀门
D.电源两端的电压可以类比两容器水面间的水压
【答案】B
【详解】A.水流是水的定向移动,电流是自由电荷的定向移动,类比合理,故A正确,不符合题意;
B.抽水机的作用是提供水压(维持水位差,相当于电源提供电压);而用电器的作用是消耗电能,应类比为水流中消耗水能的装置,故B错误,符合题意;
C.阀门控制水流的通断,开关控制电流的通断,类比合理,故C正确,不符合题意;
D.水压是水流的动力,电压是电流的动力,类比合理,故D正确,不符合题意。
故选B。
4.下列关于电流和电压的估测数据中,最接近实际情况的是( )
A.一节新干电池的电压约为 B.智能手机的电池电压约为
C.对人体安全的电压约为 D.空调工作的电流约为
【答案】B
【详解】A.一节新干电池的电压约为,偏大,故A不符合题意;
B.智能手机的电池电压约为,故B符合题意;
C.对人体安全的电压不高于,远高于安全电压,故C不符合题意;
D.家用空调正常工作的电流通常为几安培,,明显偏小,故D不符合题意。
故选B。
5.如图所示各电路图中,开关闭合后,电流表和电压表使用均正确的是图( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.电流表并联在了电源两端,因此闭合开关后会形成电源短路,故A不符合题意;
B.电压表和电流表都符合接线原则,故B符合题意;
C.电流是从电流表的负接线柱流入,正接线柱流出的,电流表正负接线柱接反了,故C不符合题意;
D.电压表与灯泡串联了,故D不符合题意;
故选B。
6.在学校的科技节上,小明将铜片和锌片相隔一定距离插在番茄上制成一个番茄电池。把铜片和锌片用导线与电压表相连,电压表即有示数,如图所示。对于这一现象,下列判断正确的是( )
A.锌片是番茄电池的正极
B.番茄电池可将电能转化为化学能
C.电子从锌片流出,经电压表到铜片
D.将电压表直接接在番茄电池上会损坏电压表
【答案】C
【详解】A.由图可知,电压表接入正确,与电压表正接线柱相连的是铜片,所以铜片是番茄电池的正极,锌片是负极,故A错误;
B.番茄电池工作时,是将化学能转化为电能,故B错误;
C.在电源外部,电流从正极流向负极,电子的定向移动方向与电流方向相反。因为铜片是正极,锌片是负极,所以电子从锌片流出,经电压表到铜片,故C正确;
D.由图中电压表的示数可知,电压较小,将电压表直接接在番茄电池上,不会损坏电压表,故D错误。
故选C。
素养提升
7.小明连接了如图甲所示的电路。
(1)请在图乙虚线框内画出图甲对应的电路图;
(2)闭合开关,小明观察到电流表的示数如图丙所示,电流表的示数为____________A;
(3)小明又连接了图丁所示电路。闭合开关,若灯断路,则电压表示数____________(选填“为零”或“不为零”);将灯泡换成LED灯,闭合开关后发现LED灯亮,而不亮。小明认为此时烧断,他的判断是否正确?____________(选填“正确”或“不正确”),你的判断依据是________________________________________。
【答案】(1)
(2)0.52
(3) 为零 不正确 若断路,LED灯也不亮
【详解】(1)电路连接关系:与并联,电流表测量支路的电流,开关在干路。电路图绘制规范如下: 画出电源符号,从正极引出干路接开关,开关后分两支:一支接,另一支依次接电流表、,两支汇合后回到电源负极即可。
(2)电流表选择量程,分度值为,指针对应读数为。
(3)图丁中、串联,电压表并联在两端。若断路,整个电路断开,电压表无法连接到电源两极,因此电压表示数为零。
串联电路中一处断路整个电路都没有电流,若烧断(断路),LED灯也不可能发光,现在LED灯发光,说明电路是通路,因此没有烧断。
8.根据图1实物图,在图2虚线框内画出电路图。
【答案】
【详解】观察实物图可知,电流从电源正极流出后,经过干路开关分为两条支路;支路一经过L1,直接回到电源负极;支路二经过电流表A、L2回到电源负极;电压表并联在L1两端。
9.根据电路图连接实物图,要求导线不能相交。
【答案】
【详解】由电路图可知,灯泡L1与L2串联,电压表与灯泡L1并联;电源是两节干电池,故电压表选择“0~3V”的量程,并让电流从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出。
10.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。
11.下图所示电路中,闭合开关、,小灯泡和正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路的分析正确的是( )
A.灯与灯串联 B.电流表测量干路电流
C.电压表测量灯两端的电压 D.断开开关,灯仍正常发光
【答案】C
【详解】ABC.由图知,闭合开关、,两灯并联,电流表串联在灯的支路上,则电流表测量通过的电流;电压表并联在灯的两端,则电压表测量灯两端的电压,故A、B错误,C正确。
D.因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,只断开开关时,灯不能发光,灯仍正常发光,故D错误。
故选C。
12.如图甲所示的电路中,电源电压为6 V,电压表的示数为2.4 V。请用笔画线表示导线,根据图甲所示的电路图将图乙的实物连接完整。
【答案】
【详解】由甲图可知,与串联,测电源总电压,测两端电压。电源电压为6V,因此选量程;电压为2.4V,小于3V,因此选量程。电压表需要满足电流正进负出,负接线柱已经接电源负极侧,因此“15”接开关右接线柱;的“3”接右端,负接线柱接左端,并联在两端。
13.如图所示,当开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.与是串联,电压表测两端的电压 B.电压表测不出两端的电压
C.电流表测的是通过的电流 D.电流表测的是通过的电流
【答案】D
【详解】根据电路规则:电流表相当于导线,电压表相当于开路,对电路进行分析:电流从电源正极流出,经开关、电流表后分为两条独立支路,因此与为并联关系;电压表并联在电源两端,同时并联在、两端,因此电压表可以测出、两端电压;在干路,测量干路总电流,与串联在同一支路,测量通过的电流。
故选D。
迁移创新
14.在如图的“⭕”内填入电流表符号“A” 或电压表符号“V”,闭合开关后两灯均能发光。
【答案】
【详解】上方圆圈填“A” 右侧圆圈填“V”。此时两灯并联,电流表接在干路上,测量干路电流,电压表并联在电源两端,测电源电压,闭合开关后两灯均能发光。
15.如图所示,电源电压保持不变,要使和串联,应闭合开关,甲是________表,乙是________表;要使和并联,应断开开关,甲是________表,乙是________。
【答案】 电压 电压 电流 电流
【详解】[1][2]要使L1和L2串联,应闭合开关S,电流必须依次通过开关、灯泡L1和L2,最后回到电源负极,因此甲、乙两电表位置不能形成通路,即甲、乙都是电压表。
[3][4]要使L1和L2并联,应断开开关S,电流从正极流出后,应分别通过灯泡L1和L2,然后一起回到电源负极,因此甲、乙两电表位置应是通路,即甲、乙都是电流表。
16.小明在成长笔记中记录了一些错题,请帮他找出错误之处、分析错因并写出正确解答。
错题记录
错题改正
请在如图所示电路的圆圈中填入电压表或电流表的符号,使开关S闭合时,两个小灯泡都能发光。
答:根据学过的电学知识,如果让灯泡都发光,只要电路不断路即可。所以甲应该是电压表,乙应该是电流表,此时两个灯泡串联。
错误之处:__________
错因分析:__________
正确解答:__________
【答案】 只要灯泡不断路即可 误认为电路故障只有断路,忽略短路的情况 电路不能断路,也不能短路,所以甲为电流表,乙为电压表,此时两个灯泡并联
【详解】[1]见答案。
[2]误认为电路故障只有断路,忽略短路的情况。如果甲是电压表,乙是电流表,此时右侧的灯泡将被短路,不会发光。
[3]电路不能断路,也不能短路,所以甲为电流表,乙为电压表,此时两个灯泡并联,两个灯泡都发光。
17.如图所示的实物电路由电源、开关S、两个小灯泡L1、L2和甲、乙两个电表(电流表或电压表)组成。闭合开关S后,两个小灯泡L1、L2均能发光。下列关于甲、乙两个电表的判断,正确的是( )
A.甲、乙都是电流表 B.甲、乙都是电压表
C.甲是电流表,乙是电压表 D.甲是电压表,乙是电流表
【答案】D
【详解】A.若甲、乙都是电流表,则电流会经两只电流表直接回到电源负极,形成电源短路,两灯泡不发光,故A错误;
B.若甲、乙都是电压表,电压表相当于断路,则闭合开关S后,电路在乙表处断开,两灯泡不发光,故B错误;
C.若甲是电流表,乙是电压表,电压表相当于断路,则闭合开关S后,电路在乙表处断开,两灯泡不发光,故C错误;
D.若甲是电压表,乙是电流表,两灯泡串联,甲表测量电源电压,乙表测量电路电流,两灯泡都发光,故D正确。
故选D。
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第1节 电压
课时目标
课标要点
1. 知道电压的作用,知道电源是提供电压的装置;
2. 知道电压的单位,能对电压的不同单位进行换算;
3. 记住常见的电压值,如一节干电池电压、家庭电路电压等;
4. 会正确使用电压表测量电压,能正确读出电压表的示数;
5. 通过探究实验,总结出串联电路和并联电路中的电压规律。
重难点
重点:电压的作用与单位;电压表的正确使用;串并联电路电压规律。
难点:电压表在电路中的正确连接方法;串联电路和并联电路电压规律的探究与归纳。
知识点1 电压
1. 电压的作用
(1)类比学习
如图用抽水机不断地把低水位容器B中的水抽到高水位容器A中去,保持水压,从而形成连续不断地水流。 抽水机是提供水压的装置。
与水流类似,要使电荷在电路中定向移动,电路的两端就必须要有电压。 电源的作用就是给用电器两端提供电压,从而能形成持续电流。
结论抽水机提供水压(水位差)→水管形成水流→水轮机利用水能→阀门控制水流通断。
电源提供电压(电位差)→电路形成电流→电灯利用电能→开关控制电流通断。
(2)电压的作用:电压是使电路中的自由电荷发生定向移动形成电流的原因。
(3)电源的作用:电源是提供电压的装置。电源工作时将其他形式的能转化为电能。
(4)得到持续电流的条件:①有电源(提供电压);②电路是闭合的(通路)。
2. 电压的单位
(1)国际单位:伏特,简称伏,符号是 V。
(2)常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)。
(3)单位换算:1 kV = 10³ V;1 V = 10³ mV。
3. 常见的电压值
电源
一节干电池
一节蓄电池
手机电池
家庭电路
对人体安全的电压
工业动力电路
图示
电压值
1.5 V
2 V
3.7V
220 V
不高于36 V
380 V
【特别提醒】
(1)电压是形成电流的原因,电流是电压作用的结果。有电压不一定有电流(电路必须闭合),有电流一定有电压。
(2)电源是提供电压的装置,电压是使电荷定向移动形成电流的原因。
(3)生活中常说的“电压”是指电路两端的电压,如“家庭电路电压220 V”。
随学随练
1.(多选)关于电压,下列说法正确的是( )
A.电路两端只要有电压,电路中就一定有电流
B.电路断开,无电流,电源两端有电压
C.只要电路中有电流,电路两端就一定有电压
D.电池没有接入电路时,其两端的电压为零
2.图甲所示,抽水机保持A、B之间的水压,形成由A经过水管流向B的水流;同理图乙所示的电路中,电源给用电器提供________,使电荷在电路中定向移动形成持续的电流,这里利用了________法。图乙中灯泡工作时电源内部负电荷移动方向是________(填“由正极到负极”或“由负极到正极”)。
3.下列有关电学物理量的估测符合实际的是( )
A.一节新的干电池的电压是2V
B.对人体安全的电压是36V
C.我国家庭照明电路的电压为380V
D.家用电冰箱的电流约为1A
4.同学们学习了电流形成的知识,那么电源是如何使电流持续流过用电器的呢,联想到如图所示的水流形成的过程。下列理解错误的是( )
A.灯泡类似于水轮机
B.电路中流动的电荷都是从电源正极流向负极
C.电压能推动电荷定向移动形成电流
D.电源消耗化学能来保持电压,抽水机抽水来保持水压
知识点2 电压的测量
1. 电压表
(1)作用:测量电路两端电压的仪表。
(2)符号:——Ⓥ——
(3)构造:电压表有三个接线柱(一个“−”接线柱和两个“+”接线柱)和两个测量范围。
2. 电压表的测量范围和分度值
3. 电压表的读数方法
(1)明确所选电压表的测量范围。例如,0~3V或0~15V。
(2)确定电压表的分度值:即表盘的一个小格所代表的电压大小。如果测量范围是0~3V,则每1小格表示V;如果测量范围是0~15V,则每1小格表示。
甲图电压表的示数为V;乙图电压表的示数为V。
甲 乙
(3)读数:接通电路,待指针稳定(不左右摆动)后读数。
4. 电压表的使用规则
使用前应调零:使用前应该先观察指针,是否在零刻度线上,若不在则应调零使指针指在零刻度线。
(1)并联:电压表要并联在被测电路的两端。
(2)正进负出:电流从电压表的“+”接线柱流入,从“−”接线柱流出。否则电压表指针反向偏转,无法读数
(3)测量范围选择:被测电压不能超过电压表的测量范围。在不能预先估计被测电压大小时,要先用大测量范围进行试触。
(4)直接接电源:电压表可以直接接在电源两极上,测量电源电压(此时电压表相当于断路)。
【易错提醒】
(1)电压表在电路中相当于断路,因此电压表可以直接接在电源两极上。
(2)电压表必须并联接入电路,若串联接入电路,则电路相当于断路,用电器不工作。
(3)接线柱接反时,指针会反向偏转,容易损坏电压表。
(4)选择测量范围时,若试触指针偏转角度太小(小于满偏的1/3),应换用较小测量范围以提高读数准确度。
5. 电压表使用“四要一不”
(1)要调零:使用前指针要对准零刻度线。
(2)要并联:电压表要并联在被测电路的两端。
(3)要正进负出:电流从“+”接线柱流入,从“−”接线柱流出。
(4)要选择合适的测量范围:被测电压不能超过电压表的测量范围,试触后选择合适测量范围。
(5)不超测量范围:被测电压不能超过电压表的最大测量值。
6. 电压表与电流表的比较
比较项
电压表
电流表
符号
Ⓥ
Ⓐ
连接方式
是否可直接接电源
分析电路时
电压表可看做断路
电流表看成一条导线
在电路中相当于
测量范围
0~3 V、0~15 V
0~0.6 A、0~3 A
【易错提醒】
(1)电压表与被测电路并联,电流表与被测电路串联,这是两者最本质的区别。
(2)电压表可直接接电源两极测电源电压,电流表绝对不可以直接接电源两极。
(3)判断电压表测量对象的方法:看电压表与哪部分电路并联,两端接在哪两个点之间。
随学随练
1.用笔画线代替导线按照如下图甲所示的电路图连接图乙的实物图,要考虑电压表测量范围的选择。
2.(多选)关于电表的使用,下列说法中正确的是( )
A.电流表应串联在被测电路中,电压表应并联在被测电路两端
B.连接电表时必须使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
C.被测电流或电压都不能超过电表的量程
D.可以将电流表或电压表不经过用电器直接接在电源的两极上
3.在图示的电路图中,能用电压表正确测出灯两端电压的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示的电路中,若闭合开关S后,两灯并联,则乙是___________表(选填“电流”或“电压”)。
题型1 电压概念的辨析
解题核心规律
(1)电压是形成电流的原因,电源是提供电压的装置;
(2)有电压不一定有电流(需电路闭合),有电流一定有电压;
(3)常见电压值要牢记:干电池1.5 V、蓄电池2 V、家庭电路220 V、安全电压不高于36 V。
活学活用
1.(多选)关于电压,下列说法正确的有( )
A.电压是形成电流的原因
B.电路两端有电压,电路中就一定有电流
C.电源是提供电压的装置
D.一节干电池的电压为2V
2.(多选)下列关于生活中的物理,估测符合实际的是( )
A.电视机正常工作时通过的电流约为1A B.人洗澡时感觉到适宜的水温约为40℃
C.接入城市家庭生活用电的电压约为36V D.手机充电器的输出电压约为5V
3.(多选)类比是研究物理问题的常用方法。如图所示,两容器中的水在抽水机的作用下不断从低处抽运到高处,从而在管道中形成了水流。可以将电路中形成电流的情境与上述情境做类比。下列说法中正确的是( )
A.电路中的自由电荷可以类比管道中的水
B.图乙中电源上端是正极
C.电路中的开关可以类比管道上的阀门
D.电灯发光时消耗电能,可以类比抽水机工作时消耗水的机械能
题型2 电压表的使用与读数
解题核心规律
(1)先看测量范围再读数:0~3 V测量范围分度值为0.1 V,0~15 V测量范围分度值为0.5 V;
(2)指针偏角过小应换小测量范围,指针偏角过大应换大测量范围(或已超测量范围);
(3)读数 = 分度值 × 偏转格数。
活学活用
1.(多选)关于电流表和电压表的使用方法,下列说法中不正确的是( )
A.测量电压时,电压表必须与被测电路串联
B.测量电流时,电流表必须与被测电路串联
C.不管是电流表还是电压表,连接时必须使电流从“”接线柱流出,从“”接线柱流入
D.电压表的量程改变后,每个格表示的值仍保持不变
2.(多选)图甲是我们已经学习使用过的电流表,图乙是我们将要学习的另外一种电学仪表,下列关于它们的说法中正确的是( )
A.乙图中表盘上的“V”是该仪表所测物理量的符号
B.在待测量大小不确定时,应首先用大量程试触
C.乙图中所选量程的分度值为0.1V
D.乙图中此时的读数应为9.5V
3.如图,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线情况和指针偏转可知:铜片是盐水电池的___________极,电池的电压为___________V。
题型3 电压表测量对象的判断
解题核心规律
(1)电压表与哪部分电路并联,就测量哪部分电路两端的电压;
(2)沿电压表两端“走线路”,看两端最终接在哪两个点之间;
(3)在复杂电路中,可以用“去源法”——去掉电源后看电压表与哪个用电器构成回路。
活学活用
1.如图甲是一款手持式电子测温仪,图乙是它的工作原理图,R是热敏电阻,是定值电阻,显示仪是由某种电表改装而成。下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装成的 B.显示仪是由电压表改装成的
C.R和的连接方式是并联 D.闭合开关时,显示仪测两端的电压
2.如图所示电路,当闭合开关后,两个灯泡正常发光,图中电压表V2测量的是___________ (选填“L1”、“L2”或“L1和L2”)两端的电压,当断开开关时,电压表 ___________ (选填“只有V1”、“只有V2”或“V1和V2”)无示数。
3.(多选)如图所示的电路中,当只闭合开关时,电流表、电压表均正常工作,下列说法正确的是( )
A.同时闭合开关和时,电路将发生短路
B.只闭合开关和时,电压表示数不为零
C.只闭合开关时,和串联,电压表测两端电压
D.只闭合开关和时,和并联,电压表示数为电源电压
基础通关
1.如图所示,教材将电路与水路进行了比较,引出了电压的概念,该过程中所用的科学研究方法是( )
A.控制变量法 B.转换法 C.类比法 D.模型法
2.学习电学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.电路中有电压,则一定存在电流
D.电路中有电流,则一定存在电压
3.类比是研究物理问题的常用方法。如图所示,两容器中的水在抽水机的作用下不断从低处抽运到高处,从而在管道中形成了水流。可以将电路中形成电流的情境与上述情境做类比。下列类比不合理的是( )
A.电路中的自由电荷可以类比管道中的水
B.电路中的用电器可以类比抽水机
C.电路中的开关可以类比管道上的阀门
D.电源两端的电压可以类比两容器水面间的水压
4.下列关于电流和电压的估测数据中,最接近实际情况的是( )
A.一节新干电池的电压约为 B.智能手机的电池电压约为
C.对人体安全的电压约为 D.空调工作的电流约为
5.如图所示各电路图中,开关闭合后,电流表和电压表使用均正确的是图( )
A. B.
C. D.
6.在学校的科技节上,小明将铜片和锌片相隔一定距离插在番茄上制成一个番茄电池。把铜片和锌片用导线与电压表相连,电压表即有示数,如图所示。对于这一现象,下列判断正确的是( )
A.锌片是番茄电池的正极
B.番茄电池可将电能转化为化学能
C.电子从锌片流出,经电压表到铜片
D.将电压表直接接在番茄电池上会损坏电压表
素养提升
7.小明连接了如图甲所示的电路。
(1)请在图乙虚线框内画出图甲对应的电路图;
(2)闭合开关,小明观察到电流表的示数如图丙所示,电流表的示数为____________A;
(3)小明又连接了图丁所示电路。闭合开关,若灯断路,则电压表示数____________(选填“为零”或“不为零”);将灯泡换成LED灯,闭合开关后发现LED灯亮,而不亮。小明认为此时烧断,他的判断是否正确?____________(选填“正确”或“不正确”),你的判断依据是________________________________________。
8.根据图1实物图,在图2虚线框内画出电路图。
9.根据电路图连接实物图,要求导线不能相交。
10.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
11.下图所示电路中,闭合开关、,小灯泡和正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路的分析正确的是( )
A.灯与灯串联 B.电流表测量干路电流
C.电压表测量灯两端的电压 D.断开开关,灯仍正常发光
12.如图甲所示的电路中,电源电压为6 V,电压表的示数为2.4 V。请用笔画线表示导线,根据图甲所示的电路图将图乙的实物连接完整。
13.如图所示,当开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.与是串联,电压表测两端的电压 B.电压表测不出两端的电压
C.电流表测的是通过的电流 D.电流表测的是通过的电流
迁移创新
14.在如图的“⭕”内填入电流表符号“A” 或电压表符号“V”,闭合开关后两灯均能发光。
15.如图所示,电源电压保持不变,要使和串联,应闭合开关,甲是________表,乙是________表;要使和并联,应断开开关,甲是________表,乙是________。
16.小明在成长笔记中记录了一些错题,请帮他找出错误之处、分析错因并写出正确解答。
错题记录
错题改正
请在如图所示电路的圆圈中填入电压表或电流表的符号,使开关S闭合时,两个小灯泡都能发光。
答:根据学过的电学知识,如果让灯泡都发光,只要电路不断路即可。所以甲应该是电压表,乙应该是电流表,此时两个灯泡串联。
错误之处:__________
错因分析:__________
正确解答:__________
17.如图所示的实物电路由电源、开关S、两个小灯泡L1、L2和甲、乙两个电表(电流表或电压表)组成。闭合开关S后,两个小灯泡L1、L2均能发光。下列关于甲、乙两个电表的判断,正确的是( )
A.甲、乙都是电流表 B.甲、乙都是电压表
C.甲是电流表,乙是电压表 D.甲是电压表,乙是电流表
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