电压和电压表专题专项训练-2026-2027学年苏科版物理九年级上学期
2026-08-12
|
2份
|
45页
|
295人阅读
|
7人下载
内容正文:
13.4 电压和电压表
一.电压的作用
高频踩坑易错点
1. 误区:电路两端存在电压,电路一定有电流
【正解】:形成电流两个必要条件:有电源(电压)+ 电路通路;断路有电压无电流。
2. 误区:二极管反接不发光,电池两端不存在电压
【正解】:电源两极始终存在电压,二极管单向导电性仅阻断电流,不消除电源电压。
3. 误区:水路类比,水泵相当于用电器,水流类比电压
【正解】:水泵提供水压→对应电源提供电压;水流对应电流,水轮机对应用电器。
4. 误区:金属导电靠正电荷移动,电压推动正电荷流动
【正解】:金属只有自由电子定向移动,电子移动方向与规定电流方向相反。
通用结论
电压是形成电流的原因,有电流一定有电压,有电压不一定有电流;电源持续提供电压,通路才能产生电流;二极管反接无电流,但电源两端依旧存在电压。
随堂练习
【典例】.下列关于电压的说法中,不正确的是( )
A.电压是使电路中形成电流的原因
B.人体的安全电压不高于36V
C.干电池、蓄电池都是提供电压的装置
D.电路两端有电压,电路中一定有电流
【变式1】.下列关于电压的说法不正确的是( )
A.电压是形成电流的原因
B.电路两端有电压,则电路中一定有电流
C.电源是提供电压的装置
D.电路中有电流,则电路两端一定有电压
【变式2】.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.电压 C.电荷 D.重力势能
【变式3】.小明制作的水果电池可以使发光二极管发光(二极管具有单向导电性),其工作时将 能转化为电能对外供电。由图示可知,金属片A是水果电池 (选填“正”或“负”)极;将发光二极管正负极接线对调后,发光二极管不发光,此时水果电池的正负极之间 (选填“有”或“没有”)电压。
【变式4】.电路和水路有许多相似之处,如图所示电路中和水路中的水泵作用相似的是 (选填“电源”或“用电器”),电路中的 形成是由于电路两端存在电压。
二.电压的单位及其换算
高频踩坑易错点
1. 误区:混淆物理单位,伏特是电流单位,安培代表电压
【正解】:电压单位伏特(纪念伏打);电流安培;功 / 能量焦耳;功率瓦特。
2. 误区:两节干电池串联总电压 4V;安全电压固定等于 36V
【正解】:单节干电池 1.5V,两节串联 3V;人体安全电压不高于 36V,不是等于 36V。
3. 误区:家用快充、汽车蓄电池电压数值混淆
【正解】:家用慢充 220V,工业快充高压 380V;汽车蓄电池标准 12V,kV 为千伏,不会十几千伏。
4. 误区:中学生爬楼功率、举鸡蛋做功估测数量级判断错误
【正解】:爬楼功率约 150W,托起两个鸡蛋升高 1m 做功约 1J,数值差距过大可直接排除。
通用结论
牢记标准电压数值:干电池 1.5V、家用 220V、蓄电池 12V、安全电压≤36V;估测题优先对比常识数量级,偏差极大选项直接排除。
随堂练习
【典例】.在国际单位制中,电压的单位是为了纪念物理学家的贡献而命名的( )
A.瓦特 B.焦耳 C.伏打 D.安培
【变式1】.以下估测符合生活实际的是( )
A.两节新干电池串联电压为4V
B.中学生将一个鸡蛋从地面举过头顶所做的功大约是10J
C.教室内一盏日光灯工作时的电流约为1A
D.一位初中生以正常速度从一楼走到三楼,登楼的功率约为150W
【变式2】.10月24日小鹏汇天第六代飞行汽车发布,车重约2吨,可乘坐2人,在飞行系统折叠收纳状态下,跟一辆普通的纯电动汽车相当,飞行汽车可以用家用电“慢充”,也可在专用高压直流充电桩上“快充”,小鹏飞行汽车“快充”的电压可能为( )
A.1.5V B.220V C.5V D.380V
【变式3】.下列数据中符合实际的是( )
A.中学生正常上楼时的功率约为150W
B.教室里日光灯正常工作时电流约为15mA
C.对人体安全的电压是36V
D.一只鸡蛋从课桌掉到地面,重力对它所做的功约为20J
三.常见电压的大小
高频踩坑易错点
1. 误区:选用 0~3V 量程,误按 0~15V 读数,不会换算比例
【正解】:0~15V 读数是 0~3V 的 5 倍,读错大量程时,真实数值 = 错读数值 ÷5。
2. 误区:水果电池串联后电压表不分正负直接读数
【正解】:电压表遵循正进负出,指针正向偏转才能读数,反向无示数。
3. 误区:忽略分度值,0~3V 分度值当成 0.5V
【正解】:0~3V 分度值 0.1V;0~15V 分度值 0.5V。
通用结论
电压表两大量程读数为 5 倍关系;读数前先确认量程与正负接线柱;指针反向偏转说明接线柱接反,无法正常读数。
随堂练习
【典例】.下列数据与实际最接近的是( )
A.人骑自行车时的功率约为800W
B.电饭锅煮饭时的电流约为0.5A
C.汽车中的蓄电池电压约为12V
D.将两个鸡蛋匀速举高1m做的功约为10J
【变式1】.下列电源和用电器的额定电压中错误的是( )
A.干电池:1.5V
B.家用电灯:220V
C.手机电源适配器输出:5~12V
D.汽车中的蓄电池:10~18kV
【变式2】.以下估测合理的是( )
A.家用电冰箱工作的电流约1A
B.对人体的安全电压是大于36V
C.两节新干电池串联后的电压为4V
D.手机正常工作时的电流约10A
【变式3】.以下关于校园内一些数据的估测,符合实际的是( )
A.一名中学生爬楼的功率约为1000W
B.一名中学生从一楼走到三楼克服重力做功约为3000J
C.教室内LED照明灯的额定电流约为1A
D.教室内空调的额定电压为36V
【变式4】.有一个同学在测量电压时用的是0~3V的量程,但记录的读数却是6.5V,则该同学实际测的电压值是( )
A.5V B.2.5V C.1.3V D.11.5V
【变式5】.图1中电流表分度值为 A;图2中电压表示数为 V;图1中电流表在使用时,应使电流从 接线柱流入电表。
【变式6】.如图所示,将两种金属片A、B分别插入柠檬制成“柠檬电池”,将两个相同的“柠檬电池”连接能使电压表有示数,读数为 V,该电池放电时将 能转化为 能。已知发光二极管有单向导电性,只有从正极(长引脚)流入负极(短引脚)流出才会发光,如图所示连接,若该电池提供电压足够,发光二极管 (会/不会)发光。
五.判断电压表测量的对象
高频踩坑易错点
1. 误区:电压表靠近电源就测电源电压,只看位置不看并联两端
【正解】:唯一判定标准:电压表直接并联在哪一个用电器 / 电源两端,就测谁的电压,与距离无关。
2. 误区:串联电路断开开关,电压表仍有示数
【正解】:总开关断开,整个电路断路,所有电压表均无示数;仅局部断路时电压表才可能串联测电源电压。
3. 误区:并联电路支路断开,电压表示数同步变小
【正解】:并联各支路电压恒等于电源电压,单支路断路不改变电压表示数。
通用结论
电压表与谁并联,就测量谁两端电压;并联电路各支路电压等于电源电压;总开关断开,全部电压表无示数。
随堂练习
【典例】.如图,开关闭合,电压表测量的电压是( )
A.R1两端电压 B.R2两端电压
C.电源两端电压 D.电源和R1两端电压
【变式1】.如图所示的电路中,S闭合时,下列说法中正确的是( )
A.L1和L2并联,电压表测灯L1两端的电压
B.L1和L2并联,电压表测灯L2两端的电压
C.L1和L2串联,电压表测灯L1两端的电压
D.L1和L2串联,电压表测灯L2两端的电压
【变式2】.如图电路,当S1、S2都接通后,电压表所测量的是( )
A.L1两端的电压 B.L2两端的电压
C.电源电压 D.无法确定
【变式3】.如图所示,电压表能正确测出灯L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【变式4】.在如图所示电路连接中,下列说法正确的是( )
A.L1、L2串联,电压表测量的是L1两端的电压
B.L1、L2串联,电压表测量的是L2两端的电压
C.L1、L2并联,电流表测量的是L1的电流
D.L1、L2并联,电压表测量的是电源两端的电压
【变式5】.如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2串联
B.电流表测量电路的总电流
C.电压表示数等于电源电压
D.若只断开S2,小灯泡L2熄灭,L1正常发光
【变式6】.如图所示,当开关闭合后电路正常工作时,下列说法正确的是( )
A.开关只能控制灯L1
B.灯L1和L2是串联的
C.电压表测的是电源电压
D.电流表测的是通过电压表的电流
【变式7】.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。
六.电学元件的选择
高频踩坑易错点
1. 误区:并联位置填电流表,串联位置填电压表
【正解】:电流表串联、电压表并联;电流表相当于导线,电压表相当于断路。
2. 误区:两灯并联时,干路位置填电压表
【正解】:干路必须填电流表,若填电压表电路断路,灯泡全部不发光。
3. 误区:交换两表位置,电路元件不会损坏
【正解】:电压表串联电路几乎无电流,电表安全;电流表直接并联电源会造成短路,烧坏电表与电源。
通用结论
串联圆圈为电流表,并联圆圈为电压表;电流表不可直接并联在用电器 / 电源两端,否则短路。
随堂练习
【典例】.如图,电源电压是3V,开关闭合后,正常发光的小灯泡L的电阻是10Ω,a、b是电流表或电压表,则下列说法正确的是( )
A.a表是电流表,其示数为0.3A
B.图中a、b两表的左端均为“﹣”接线柱
C.若小灯泡L断路,则两表示数均为0
D.交换两表位置后,两表都不会被烧坏
【变式1】.在如图所示电路中,开关S闭合后,小灯泡L1、L2均正常发光,则下列说法中正确的是( )
A.L1和L2串联在电路中
B.甲是电流表,乙是电压表
C.甲、乙都是电流表
D.甲、乙都是电压表
【变式2】.如图所示的电路图中,圆圈是电流表或电压表,各元件和各部分连接均完好,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.若两灯串联,则②为电流表,①③均为电压表,且①③示数相等
B.若①②为电流表,③为电压表,则①有示数,②无示数,③测电源电压
C.若②为电压表,①③均为电流表,则①的示数可能与③的示数相等
D.若①③为同种电表,②为另一种电表时,则两灯不能均发光
【变式3】.如图所示电路,请在图中〇位置画上电流表或电压表,使开关S闭合后两灯均发光。
【变式4】.在图电路图中填上电压表或电流表的元件符号,使两个小灯泡并联,闭合开关各元件都能正常工作。
七.电压表的使用方法
高频踩坑易错点
1. 误区:连接电路时闭合开关,电压表指针反向偏转继续测量
【正解】:接线全程开关断开;指针左偏代表正负接线柱接反,立刻断电调换导线。
2. 误区:测完 L1 电压,直接挪动负接线柱测 L2,不考虑正负
【正解】:只移动一根导线切换被测灯泡,极易造成正负接线柱颠倒,操作不可行。
3. 误区:串联两灯均不亮,电压表无示数判定灯泡短路
【正解】:两灯不亮多为断路;电压表有示数接近电源电压,说明与电压表并联的灯泡断路。
4. 误区:调零前电压表指针左偏,测量读数偏大
【正解】:指针未归零偏向零刻度左侧,最终测量数值偏小。
通用结论
电路连接开关必须断开;电压表严格遵循正进负出;串联无灯发光、电压表接近电源电压→被测灯泡断路;使用前指针需调零。
随堂练习
【典例】.小明在“练习使用电流表和电压表”的实验中:
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)小明连接的实验电路如图甲所示。闭合开关S,电流表指针 (选填“反向偏转”或“不偏转”),发现上述问题后,他在原图上只改动一根导线就解决了问题,请你在图甲中画出改动后的电路(要求:在需要改动的导线上画“×”,并用笔画出改动后的连线,导线不许交叉);改动后闭合开关,电流表指针偏转如图乙所示,读数为 A。
(3)接着,小明又添加一只电压表,按照图丙连接好电路,闭合开关后,发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是 (电路中只有一处故障);
(4)排除故障后,小明在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将导线AE的E端松开,接到D接线柱上,测量灯L2两端的电压,这一做法是否可行 ,理由是 。
【变式1】.小明在连接串并联电路的实验中:
(1)在连接电路的过程中,开关S应该 ;
(2)如图甲所示,此时若闭合开关S,将会 ;小明只需拆除 (填字母)这一根导线,就能让两小灯泡都发光;
(3)小明在步骤(2)的基础上,再将L1拧下来,可看到L2 ;(选填“发光”、“熄灭”或“可能被烧坏”)
(4)现打算用电压表来测量L2两端电压,小明应将电压表与该灯泡 ,若测量前电压表指针如图乙所示,这会使测量结果 (选填“偏小”或“偏大”)。
八.电流表、电压表在判断电路故障中的应用
高频踩坑易错点
1. 误区:并联一盏灯熄灭、两电表示数不变,判定支路短路
【正解】:并联支路短路会造成电源短路,两表全部无示数;只有支路断路才会出现一灯熄灭、电表示数不变。
2. 误区:串联电压表无示数,故障一定是被测电阻断路
【正解】:电压表无示数分两种:被测电阻短路、被测以外电路断路。
3. 误区:只用一种电表无法区分断路、短路故障
【正解】:串联电流表可快速区分;串联无示数为外部断路,有示数为被测元件短路。
通用结论
并联电路单灯熄灭、电表示数不变→支路灯泡断路;串联电压表无示数:被测元件短路或外部断路;串联电流表有示数代表电路通路,故障为被测元件短路。
随堂测试
【典例】.如图电路,电源电压不变,闭合开关S,观察到电压表无示数,已知电路中仅有的一处故障发生在电阻R1或R2上,现将一个完好的电流表串联入电路中,则( )
A.若电流表无示数,故障可能是R1断路
B.若电流表有示数,故障一定是R1断路
C.若电流表无示数,故障一定是R2断路
D.若电流表有示数,故障可能是R2短路
【变式1】.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,两灯均发光。一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,出现这一现象的原因可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
【变式2】.小明用如图所示的电路探究串联电路电压特点,电源电压恒为3V。闭合开关后,发现电压表V1的示数为3V,电压表V2的示数为0V,则电路的故障可能是( )
A.电阻R1短路 B.电阻R2断路
C.电阻R1断路 D.导线①或②断路
【变式3】.小明同学在做电学实验时,按如图所示连接电路,电源电压不变,闭合开关后,灯L1、L2都发光,一段时间后,其中一盏灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变。产生这一现象的原因可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
【变式4】.如图所示,电源电压恒定,闭合开关,L1、L2两灯均正常发光,电流表和电压表均有示数,过一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表示数均不变,假设故障是由其中某只灯泡引起的,则造成此现象的原因可能是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
【变式5】.如图电路,电源电压不变,闭合开关S,观察到电压表无示数,已知电路中仅有的一处故障发生在电阻R1或R2上。小明想到两个方法。方法一:用一只电流表串联在电路中;方法二:用一只电压表并联在R2两端。为判断出电路故障,这两种方法可以判断的是( )
A.只有方法一可以 B.只有方法二可以
C.两种方法都可以 D.两种方法都不行
【变式6】.利用所学知识检查电路故障。
(1)如图甲所示,闭合开关,灯L不亮,电压表V有示数,电路中各处均接触良好,为进一步确定故障(故障只有一处,出现在灯泡L或电阻R上),现有两种方案:
方案一:将一个电流表正确串联在如图所示的电路中(电流表未画出),闭合开关S,观察电流表的示数情况,若电流表有示数,说明故障是 ;若电流表无示数,说明故障是 。
方案二:将图中电压表正确并联在灯L两端,此方法 (选填“能”或“不能”)查找出电路的故障。
(2)如图乙所示,闭合开关,两灯泡均不亮,电路连接无误,故障只出现在其中的一个灯泡上,现提供如下四种方案查找,可行的方案有 (选填字母选项)。
A.用一根完好导线分别与两个灯泡并联
B.用一个完好电流表分别串在图中的a、b、c三点
C.用一个完好电压表分别与两个灯泡并联
D.用一个完好的小灯泡分别与两个灯泡并联
第1页(共1页)
学科网(北京)股份有限公司
$
13.4 电压和电压表
一.电压的作用
高频踩坑易错点
1. 误区:电路两端存在电压,电路一定有电流
【正解】:形成电流两个必要条件:有电源(电压)+ 电路通路;断路有电压无电流。
2. 误区:二极管反接不发光,电池两端不存在电压
【正解】:电源两极始终存在电压,二极管单向导电性仅阻断电流,不消除电源电压。
3. 误区:水路类比,水泵相当于用电器,水流类比电压
【正解】:水泵提供水压→对应电源提供电压;水流对应电流,水轮机对应用电器。
4. 误区:金属导电靠正电荷移动,电压推动正电荷流动
【正解】:金属只有自由电子定向移动,电子移动方向与规定电流方向相反。
通用结论
电压是形成电流的原因,有电流一定有电压,有电压不一定有电流;电源持续提供电压,通路才能产生电流;二极管反接无电流,但电源两端依旧存在电压。
随堂练习
【典例】.下列关于电压的说法中,不正确的是( )
A.电压是使电路中形成电流的原因
B.人体的安全电压不高于36V
C.干电池、蓄电池都是提供电压的装置
D.电路两端有电压,电路中一定有电流
【分析】(1)电压是使电路形成电流的原因;电路中有电压且电路是通路,电路中才有电流;
(2)对人体安全电压不高于36V;
(3)电源是提供电压的装置;
(4)电路中有电流的条件:电路中有电源、电路是通路,缺一不可。
【解答】解:
A、电压是使电路形成电流的原因;电路中有电压且电路是通路,电路中才有电流,故A正确;
B、对人体安全电压不高于36V,故B正确;
C、干电池、蓄电池都是电源,电源是提供电压的装置,故C正确;
D、电路两端有电压,电路中不一定有电流,是否有电流,还要看电路是不是通路,故D错误。
故选:D。
【点评】把握电流与电压间的关系和电源的作用是解答此题的关键;另外还要记住一些常见的电压值。
【变式1】.下列关于电压的说法不正确的是( )
A.电压是形成电流的原因
B.电路两端有电压,则电路中一定有电流
C.电源是提供电压的装置
D.电路中有电流,则电路两端一定有电压
【分析】(1)电压是使电路形成电流的原因;电路中要想有电流,就必须有电压;电路两端有电压,且电路是通路时,电路中才有电流;
(2)电源是给电路提供电压的装置。
【解答】解:A、电压使自由电荷发生定向移动,从而形成电流;故电压是电路中形成电流的原因;故A不符题意;
B、电路两端有电压,则电路中不一定有电流,是否有电流,还要看电路是不是通路;故B符合题意;
C、电路中,电源为电路提供电压;故C不符题意;
D、电路中有电流,则电路两端一定有电压;因为电压是使电路形成电流的原因;故D不符题意;
故选:B。
【点评】明确电压与电流的关系,电压是形成电流的必要条件;电源的作用是为电路提供电能。
【变式2】.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.电压 C.电荷 D.重力势能
【分析】电压是形成电流的原因。
【解答】解:电压是产生电流的原因,推动自由电荷定向移动形成电流,所以图中高度差表示的量是电压,电路中有电源,电路闭合形成回路才会有电流,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查了电压是形成电流的原因,是基础题目。
【变式3】.小明制作的水果电池可以使发光二极管发光(二极管具有单向导电性),其工作时将 化学 能转化为电能对外供电。由图示可知,金属片A是水果电池 正 (选填“正”或“负”)极;将发光二极管正负极接线对调后,发光二极管不发光,此时水果电池的正负极之间 有 (选填“有”或“没有”)电压。
【分析】水果电池可以使发光二极管发光(二极管具有单向导电性),其工作时将化学能转化为电能对外供电。
水果电池的正负极之间有电压,由于二极管的单向导电性,使得电路中没有电流形成。
【解答】解:小明制作的水果电池可以使发光二极管发光(二极管具有单向导电性),其工作时将化学能转化为电能对外供电。由图示可知,金属片A是水果电池正极;将发光二极管正负极接线对调后,发光二极管不发光,此时水果电池的正负极之间有电压,由于二极管的单向导电性,使得电路中没有电流形成。
故答案为:化学;正;有。
【点评】本题考查利用二极管判断电流方向及能量转化,电压的作用。
【变式4】.电路和水路有许多相似之处,如图所示电路中和水路中的水泵作用相似的是 电源 (选填“电源”或“用电器”),电路中的 电流 形成是由于电路两端存在电压。
【分析】一个最基本的电路是由电源、用电器、开关、导线组成的。
电压的作用:使电路中的自由电荷定向移动形成电流。
【解答】解:水路中的水泵作用是产生水压,让水可以持续流动,相当于电路中的电源,提供电压,使电路形成持续的电流,即电路中电流的形成是由于电路两端存在电压。
故答案为:电源;电流。
【点评】本题考查电路的组成及电源的作用,属于基础题。
二.电压的单位及其换算
高频踩坑易错点
1. 误区:混淆物理单位,伏特是电流单位,安培代表电压
【正解】:电压单位伏特(纪念伏打);电流安培;功 / 能量焦耳;功率瓦特。
2. 误区:两节干电池串联总电压 4V;安全电压固定等于 36V
【正解】:单节干电池 1.5V,两节串联 3V;人体安全电压不高于 36V,不是等于 36V。
3. 误区:家用快充、汽车蓄电池电压数值混淆
【正解】:家用慢充 220V,工业快充高压 380V;汽车蓄电池标准 12V,kV 为千伏,不会十几千伏。
4. 误区:中学生爬楼功率、举鸡蛋做功估测数量级判断错误
【正解】:爬楼功率约 150W,托起两个鸡蛋升高 1m 做功约 1J,数值差距过大可直接排除。
通用结论
牢记标准电压数值:干电池 1.5V、家用 220V、蓄电池 12V、安全电压≤36V;估测题优先对比常识数量级,偏差极大选项直接排除。
随堂练习
【典例】.在国际单位制中,电压的单位是为了纪念物理学家的贡献而命名的( )
A.瓦特 B.焦耳 C.伏打 D.安培
【分析】根据对常见物理量及其单位的掌握作答。
【解答】解:A、瓦特是功率的基本单位,故A不正确;
B、焦耳是功和各种能量的基本单位,故B不正确;
C、伏特是电压的基本单位,是为了为了纪念物理学家伏打的贡献而命名,故C正确;
D、安培是电流的基本单位,故D不正确。
故选:C。
【点评】此题考查我们对常见物理量及其单位对应关系的掌握情况,属于识记性知识的考查,难度不大。
【变式1】.以下估测符合生活实际的是( )
A.两节新干电池串联电压为4V
B.中学生将一个鸡蛋从地面举过头顶所做的功大约是10J
C.教室内一盏日光灯工作时的电流约为1A
D.一位初中生以正常速度从一楼走到三楼,登楼的功率约为150W
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最合理的是哪一个。
【解答】解:
A、1节新干电池串联电压为1.5V,两节新干电池串联电压为3V,故A不符合实际;
B、一个鸡蛋质量大约为50g,鸡蛋的重力G=mg=50×10﹣3kg×10N/kg=0.5N,将一个鸡蛋从地面举过头顶上升的高度约2m,所做的功大约是W=Gh=0.5N×2m=1J,故B不符合实际;
C、教室内一盏日光灯的功率约为40W,工作时的电流约为I0.18A,故C不符合实际;
D、中学生的重力约为500N,一楼走到三楼的高度大约6m,以正常速度上楼时间约为20s,则此过程中做的功W=Gh=500N×6m=3000J,登楼的功率P150W,故D符合实际。
故选:D。
【点评】本题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出合理的选项即可。
【变式2】.10月24日小鹏汇天第六代飞行汽车发布,车重约2吨,可乘坐2人,在飞行系统折叠收纳状态下,跟一辆普通的纯电动汽车相当,飞行汽车可以用家用电“慢充”,也可在专用高压直流充电桩上“快充”,小鹏飞行汽车“快充”的电压可能为( )
A.1.5V B.220V C.5V D.380V
【分析】家庭电路电压为220V,动力电电压为380V。
【解答】解:根据题意知“慢充”时为家用电,电压为220V,与之对应的“快充”为专用高压电,所以其电压应高于220V,符合条件的选项只有D。
故选:D。
【点评】本题考查电压的大小,关键是知道家庭电路电压为220V。
【变式3】.下列数据中符合实际的是( )
A.中学生正常上楼时的功率约为150W
B.教室里日光灯正常工作时电流约为15mA
C.对人体安全的电压是36V
D.一只鸡蛋从课桌掉到地面,重力对它所做的功约为20J
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:
A、中学生的体重在500N左右,爬上一层3m高的楼层所用时间约为10s,
则上楼时的功率约为P150W,故A符合实际;
B、一盏日光灯正常工作电流约为0.2A=200mA,故B不符合实际;
C、对人体安全的电压是不高于36V,故C不符合实际;
D、一只鸡蛋的质量约为50g,课桌高度约为0.8m,
则一只鸡蛋从课桌面掉到地面,重力做功约为:W=Gh=mgh=0.05kg×10N/kg×0.8m=0.4J,故D不符合实际。
故选:A。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
三.常见电压的大小
高频踩坑易错点
1. 误区:选用 0~3V 量程,误按 0~15V 读数,不会换算比例
【正解】:0~15V 读数是 0~3V 的 5 倍,读错大量程时,真实数值 = 错读数值 ÷5。
2. 误区:水果电池串联后电压表不分正负直接读数
【正解】:电压表遵循正进负出,指针正向偏转才能读数,反向无示数。
3. 误区:忽略分度值,0~3V 分度值当成 0.5V
【正解】:0~3V 分度值 0.1V;0~15V 分度值 0.5V。
通用结论
电压表两大量程读数为 5 倍关系;读数前先确认量程与正负接线柱;指针反向偏转说明接线柱接反,无法正常读数。
随堂练习
【典例】.下列数据与实际最接近的是( )
A.人骑自行车时的功率约为800W
B.电饭锅煮饭时的电流约为0.5A
C.汽车中的蓄电池电压约为12V
D.将两个鸡蛋匀速举高1m做的功约为10J
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A、人骑自行车时的功率约为80W,故A不符合实际;
B、电饭锅煮饭时的电流约为4A,故B不符合实际;
C、汽车中的蓄电池电压约为12V,故C符合实际;
D、托起两个鸡蛋的力约为1N,将两个鸡蛋匀速举高1m做的功约为W=Gh=1N×1m=1J,故D不符合实际。
故选:C。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
【变式1】.下列电源和用电器的额定电压中错误的是( )
A.干电池:1.5V
B.家用电灯:220V
C.手机电源适配器输出:5~12V
D.汽车中的蓄电池:10~18kV
【分析】根据生活经验和对常见电压数据的认识分析。
【解答】解:A、一节干电池的电压约为1.5V,故A正确;
B、我国家用电器的额定电压为220V,故B正确;
C、我国手机电源适配器输出电压通常在5~12V左右,故C正确;
D、汽车中的蓄电池电压约为12V,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查对常见电压的认识,要认真观察生活,注意收集生活中常见的电压数据。
【变式2】.以下估测合理的是( )
A.家用电冰箱工作的电流约1A
B.对人体的安全电压是大于36V
C.两节新干电池串联后的电压为4V
D.手机正常工作时的电流约10A
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A.家用电冰箱的功率约为100W﹣200W,家庭电路电压为220V,根据可得电流约为0.45A﹣0.9A,接近1A,故A正确;
B.对人体安全的电压是不高于36V,故B错误;
C.一节干电池电压为1.5V,两节串联总电压为3V,故C错误;
D.手机工作电流通常为0.1A﹣0.5A,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
【变式3】.以下关于校园内一些数据的估测,符合实际的是( )
A.一名中学生爬楼的功率约为1000W
B.一名中学生从一楼走到三楼克服重力做功约为3000J
C.教室内LED照明灯的额定电流约为1A
D.教室内空调的额定电压为36V
【分析】新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如:长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法:利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据,进行单位换算,有时要利用基本公式求未知物理量。
【解答】解:A、中学生的体重在G=500N左右,一层楼的高度在h=3m左右,中学生爬一层楼的时间在t=15s左右,爬楼功率在P100W左右,故A错误;
B、中学生的体重约为500N,从一楼走到三楼上升的高度为h=2×3m=6m,该同学登楼做的功W=Gh=500N×6m=3000J,故B正确;
C、日光灯的功率约为40W,根据P=UI,可得日光灯正常发光时的电流约为:I0.2A,故C错误;
D、教室内空调的额定电压为220V,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了对功、功率、电压、电流的估测,注重理论与实际差异的应变能力的培养,体现新课程的基本理念。
【变式4】.有一个同学在测量电压时用的是0~3V的量程,但记录的读数却是6.5V,则该同学实际测的电压值是( )
A.5V B.2.5V C.1.3V D.11.5V
【分析】测量电压时用的是0~3V的量程,读数不应大于3V,若大于了3V,说明读错量程了。
【解答】解:使用0﹣3V的量程,却读成6.5V,说明是读成了0﹣15V的量程,指针的位置是在一大格三小格的位置,0﹣3V的量程的分度值是0.1V,故读数应为1.3V。
故选:C。
【点评】本题考查了电压表的读数。注意要看清所使用的量程及对应的分度值,再读数。
【变式5】.图1中电流表分度值为 0.1 A;图2中电压表示数为 2.2 V;图1中电流表在使用时,应使电流从 3 接线柱流入电表。
【分析】由图示电表确定电表量程与分度值,读出电表示数;电流要从电流表的正接线柱进,从负接线柱出。
【解答】解:由图1所示电流表可知,电流表量程是0~3A,其分度值是0.1A;
由图2所示电压表可知,电压表量程是0~3V,分度值是0.1V,电压表示数是2.2V;
图1中电流表接入电路中,应使电流从电流表的3接线柱流进。
故答案为:0.1;2.2;3。
【点评】本题考查了电流表、电压表的使用,属于基础知识。
【变式6】.如图所示,将两种金属片A、B分别插入柠檬制成“柠檬电池”,将两个相同的“柠檬电池”连接能使电压表有示数,读数为 1.2 V,该电池放电时将 化学 能转化为 电 能。已知发光二极管有单向导电性,只有从正极(长引脚)流入负极(短引脚)流出才会发光,如图所示连接,若该电池提供电压足够,发光二极管 不会 (会/不会)发光。
【分析】(1)结合电压表的量程、分度值读数;
(2)该电池放电时,消耗化学能,得到电能;
(3)电压表有示数,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,确定“柠檬电池”的正负极,根据电流方向,判断发光二极管能否发光。
【解答】解:据图可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,此时,电压表的示数为1.2V;
电路接通后,水果内部发生化学变化,产生电能,所以,该电池放电时,将化学能转化为电能;
图中电压表正常偏转,说明右侧柠檬右边的金属片是电源的正极,由于发光二极管有单向导电性,只有从正极(长引脚)流入、负极(短引脚)流出才会发光。由图分析可知,电流是从二极管的短引脚流入、长引脚流出,不满足发光条件,所以发光二极管不会发光。
故答案为:1.2;化学;电;不会。
【点评】本题考查了电压表的读数,能量转化,发光二极管的单向导电性,难度不大,属基础题。
五.判断电压表测量的对象
高频踩坑易错点
1. 误区:电压表靠近电源就测电源电压,只看位置不看并联两端
【正解】:唯一判定标准:电压表直接并联在哪一个用电器 / 电源两端,就测谁的电压,与距离无关。
2. 误区:串联电路断开开关,电压表仍有示数
【正解】:总开关断开,整个电路断路,所有电压表均无示数;仅局部断路时电压表才可能串联测电源电压。
3. 误区:并联电路支路断开,电压表示数同步变小
【正解】:并联各支路电压恒等于电源电压,单支路断路不改变电压表示数。
通用结论
电压表与谁并联,就测量谁两端电压;并联电路各支路电压等于电源电压;总开关断开,全部电压表无示数。
随堂练习
【典例】.如图,开关闭合,电压表测量的电压是( )
A.R1两端电压 B.R2两端电压
C.电源两端电压 D.电源和R1两端电压
【分析】由电压表的使用方法可知:电压表并联在谁的两端就是测量谁两端的电压。
【解答】解:由电路图知,两电阻串联,闭合开关电压表并联在R2两端,测R2两端的电压。
故选:B。
【点评】本题考查学生识别电路的能力,关键是电压表的连接与使用,测哪个用电器两端的电压就与哪个用电器并联。
【变式1】.如图所示的电路中,S闭合时,下列说法中正确的是( )
A.L1和L2并联,电压表测灯L1两端的电压
B.L1和L2并联,电压表测灯L2两端的电压
C.L1和L2串联,电压表测灯L1两端的电压
D.L1和L2串联,电压表测灯L2两端的电压
【分析】①在串联电路中,所有用电器组成一个通路,无分叉;
②电压表是测量用电器两端电压的仪表,与用电器并联。
【解答】解:由图知:闭合开关,电流从电源正极出发,经灯泡L1、L2、开关回到电源负极,所以两只灯泡串联,电压表与灯泡L2并联,测量L2两端电压。
故选:D。
【点评】此题考查的是用电器的连接关系和电压表的测量位置,其中判断电压表的测量位置是难点,正确连接电压表与用电器并联是解决此类问题的关键。
【变式2】.如图电路,当S1、S2都接通后,电压表所测量的是( )
A.L1两端的电压 B.L2两端的电压
C.电源电压 D.无法确定
【分析】根据电压表的正确使用规则判断,即电压表要与被测电路并联。
【解答】解:从电源的正极开始,沿电流的方向分析,可以看出电压表的正负接线柱连接在L2两端,即电压表是并联在L2的两端的,测的是L2的电压。
故选:B。
【点评】本题考查电压表的正确使用,记住电压表与被测电路相并联,不测带电源的用电器,分析时沿电流的方向判断。
【变式3】.如图所示,电压表能正确测出灯L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【分析】电压表的正确使用方法:①连接电压表的时候,电流要从正接线柱入,负接线柱出;②电压表正确测出灯L1两端电压,则电压表与灯L1并联。
【解答】解:A、由图可知,电压表接到电源两端,测的是电源电压,故A错误;
B、电压表与被测用电器L1并联,正负接线柱连接正确,故B正确;
C、由图可知,电压表接到了L2的两端,测的是L2的两端电压,故C错误;
D、电压表与被测用电器L1并联,正负接线柱连接错误,故D错误。
故选:B。
【点评】本题只要注意电压表的正负接线柱是否连接正确,电压表与L1是否并联即可。
【变式4】.在如图所示电路连接中,下列说法正确的是( )
A.L1、L2串联,电压表测量的是L1两端的电压
B.L1、L2串联,电压表测量的是L2两端的电压
C.L1、L2并联,电流表测量的是L1的电流
D.L1、L2并联,电压表测量的是电源两端的电压
【分析】串联电路电流只有一条路径,各处电流相等,用电器不能独立工作;并联电路:电流有两条或两条以上路径,各用电器可以独立工作,各支路电压相等。
电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联。由此分析判断。
【解答】解:闭合开关后,电流从正极出发,依次经过电流表、灯泡L1、开关、L2然后回到负极,即两灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表并联在灯泡L1两端,测L1两端的电压,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查电路的识别,掌握电流表和电压表的使用规则,识别电路时,电流表可以看成是一根导线,电压表断路。
【变式5】.如图所示电路,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2均正常发光,电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2串联
B.电流表测量电路的总电流
C.电压表示数等于电源电压
D.若只断开S2,小灯泡L2熄灭,L1正常发光
【分析】分析电路图可知两灯的连接方式以及电流表和电压表的位置,结合并联电路的特点(并联电路中各支路独立工作、互不影响)、电流表和电压表的使用方法进行分析判断。
【解答】解:AB、由图知,闭合开关S1、S2,两灯并联,电流表串联在灯L2的支路上,则电流表测量通过L2的电流,故AB错误;
C、电压表并联在灯L1的两端,因为并联电路各支路两端电压相等,等于电源电压,所以电压表示数等于电源电压,故C正确;
D、开关S2是总开关,若断开S2,两灯都不能发光,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串并联电路的辨别、并联电路的特点以及电流表和电压表的使用方法,分析电路图得出电路的连接方式以及电流表和电压表的位置是关键。
【变式6】.如图所示,当开关闭合后电路正常工作时,下列说法正确的是( )
A.开关只能控制灯L1
B.灯L1和L2是串联的
C.电压表测的是电源电压
D.电流表测的是通过电压表的电流
【分析】根据电流流向法,先判断出电路的串并联特点,再确定电流表、电压表的测量对象,最后对照选项进行判断。
【解答】解:读图可知,两只灯泡并联,电流表与灯泡L2串联,所以电流表测的是灯泡L2的电流,开关在干路中,控制整个电路,电压表测量并联电路的电压,即电源电压,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了对电路的基本连接情况的认识,能准确判断电路的串并联,并能确定开关、电流表、电压表等在电路中的作用是解答此题的关键。
【变式7】.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 L2 (选填“L1”、“L2”或“L1和L2”)两端的电压,当断开开关时,电压表 V1和V2 (选填“只有V1”、“只有V2”或“V1和V2”)无示数。
【分析】电压表与被测用电器并联在一起。断开开关,电路断路。
【解答】解: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;
当断开开关时,电路断路,V1和V2均无示数。
故答案为:L2;V1和V2。
【点评】此题考查了电压表的测量对象的判断、电路的三种状态。
六.电学元件的选择
高频踩坑易错点
1. 误区:并联位置填电流表,串联位置填电压表
【正解】:电流表串联、电压表并联;电流表相当于导线,电压表相当于断路。
2. 误区:两灯并联时,干路位置填电压表
【正解】:干路必须填电流表,若填电压表电路断路,灯泡全部不发光。
3. 误区:交换两表位置,电路元件不会损坏
【正解】:电压表串联电路几乎无电流,电表安全;电流表直接并联电源会造成短路,烧坏电表与电源。
通用结论
串联圆圈为电流表,并联圆圈为电压表;电流表不可直接并联在用电器 / 电源两端,否则短路。
随堂练习
【典例】.如图,电源电压是3V,开关闭合后,正常发光的小灯泡L的电阻是10Ω,a、b是电流表或电压表,则下列说法正确的是( )
A.a表是电流表,其示数为0.3A
B.图中a、b两表的左端均为“﹣”接线柱
C.若小灯泡L断路,则两表示数均为0
D.交换两表位置后,两表都不会被烧坏
【分析】电流表应串联接入电路中,电压表应并联接入电路中;电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出;电流表在电路中相当于导线,而电压表的电阻很大,据此分析。
【解答】解:
A、由图知,a与灯泡并联,为电压表;b串联接入电路中,为电流表,此时a电压表测电源电压,其示数为3V,故A错误;
B、电流从电表的正接线柱流入,从负接线柱流出,所以,由电流的流向可知,b表的左端为“+”接线柱,而a表的左端为“﹣”接线柱,故B错误;
C、若小灯泡L断路,电路中无电流,电流表示数为0;此时电压表与电源之间是接通的,电压表有示数,故C错误;
D、交换两表位置后,电压表串联接入电路中,由于电压表电阻特别大,所以电路中的电流几乎为0,电流表示数为0,电压表此时测量电源电压,所以两表都不会被烧坏,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电流表和电压表的使用,难度不大。
【变式1】.在如图所示电路中,开关S闭合后,小灯泡L1、L2均正常发光,则下列说法中正确的是( )
A.L1和L2串联在电路中
B.甲是电流表,乙是电压表
C.甲、乙都是电流表
D.甲、乙都是电压表
【分析】电流表要和被测用电器串联,相当于导线,电压表和被测用电器并联;可以根据电流表和电压表的使用方法及电路的结构进行分析。
【解答】解:由图可知L1由导线直接接在了电源两端;若甲为电压表则L2将被短路;故甲只能为电流表,故两灯应为并联;
若乙为电流表,则会引起电源短路,所以只能为电压表,故甲是电流表,乙是电压表。
故选:B。
【点评】本题考查对电路的结构及电表接法的认识,这是解决电学问题的基本能力,应重点掌握。
【变式2】.如图所示的电路图中,圆圈是电流表或电压表,各元件和各部分连接均完好,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.若两灯串联,则②为电流表,①③均为电压表,且①③示数相等
B.若①②为电流表,③为电压表,则①有示数,②无示数,③测电源电压
C.若②为电压表,①③均为电流表,则①的示数可能与③的示数相等
D.若①③为同种电表,②为另一种电表时,则两灯不能均发光
【分析】电流表在电路中相当于导线,电压表在电路中相当于断路。根据不同的假设,判断出电路的连接特点,再结合电路中的电流、电压规律和欧姆定律可逐一对选项中的描述做出判断。
【解答】解:
A、若两灯串联,则②为电流表,①③均为电压表,此时,①测量右侧灯泡两端电压,③测量电源电压,所以①③示数不相等,故A错误;
B、若③为电压表,①②为电流表,则右侧灯泡被短路,只有左侧灯泡可以发光,①有示数,②无示数,③测电源电压,故B正确;
C、若②为电压表,①③均为电流表,则①测量的是干路电流,③测量的是支路电流,所以①的示数一定比③的示数大,故C错误;
D、若①③为同种电表,②为另一种电表时,有两种情况:一是①③为电流表,②为电压表,此时两灯泡并联,两灯均发光;二是①③为电压表,②为电流表,此时两灯泡串联,两灯均发光,故D错误。
故选:B。
【点评】本题中不同位置连接不同的电表,电路的性质有着本质的区别,能灵活运用电路的串并联特点进行判断,是解答的关键,属易错题。
【变式3】.如图所示电路,请在图中〇位置画上电流表或电压表,使开关S闭合后两灯均发光。
【分析】电流表的内电阻很小,相当于导线,应串联在电路中;电压表的内电阻很大,相当于断路,应与被测用电器并联。
【解答】解:根据电路图可知,右侧的电表若为电流表,则灯泡L2会被短路,所以右侧电表为电压表;左侧的电表与灯泡L2串联在电路中,为电流表,如图所示:
【点评】本题考查了对电流表和电压表的使用的掌握,属于基础题,难度不大。
【变式4】.在图电路图中填上电压表或电流表的元件符号,使两个小灯泡并联,闭合开关各元件都能正常工作。
【分析】填入电流表或电压表的符号的依据是:电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联;
要使两灯并联,就要使两灯分别在一个支路,这就要求电流从电源出来要分叉,分别通过两个灯泡。
【解答】解:由图可知,电流从正极出来要分别到达两只灯泡,因此,丙应该是电流表,可以测干路电流;
乙必须是电压表,测并联部分的电压;而甲只有是电流表时,右侧的灯泡才能形成回路,故甲是电流表。如图所示:
【点评】本题考查了电流表和电压表的使用,知道电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联即可。
七.电压表的使用方法
高频踩坑易错点
1. 误区:连接电路时闭合开关,电压表指针反向偏转继续测量
【正解】:接线全程开关断开;指针左偏代表正负接线柱接反,立刻断电调换导线。
2. 误区:测完 L1 电压,直接挪动负接线柱测 L2,不考虑正负
【正解】:只移动一根导线切换被测灯泡,极易造成正负接线柱颠倒,操作不可行。
3. 误区:串联两灯均不亮,电压表无示数判定灯泡短路
【正解】:两灯不亮多为断路;电压表有示数接近电源电压,说明与电压表并联的灯泡断路。
4. 误区:调零前电压表指针左偏,测量读数偏大
【正解】:指针未归零偏向零刻度左侧,最终测量数值偏小。
通用结论
电路连接开关必须断开;电压表严格遵循正进负出;串联无灯发光、电压表接近电源电压→被测灯泡断路;使用前指针需调零。
随堂练习
【典例】.小明在“练习使用电流表和电压表”的实验中:
(1)连接电路时,开关应处于 断开 状态;
(2)小明连接的实验电路如图甲所示。闭合开关S,电流表指针 不偏转 (选填“反向偏转”或“不偏转”),发现上述问题后,他在原图上只改动一根导线就解决了问题,请你在图甲中画出改动后的电路(要求:在需要改动的导线上画“×”,并用笔画出改动后的连线,导线不许交叉);改动后闭合开关,电流表指针偏转如图乙所示,读数为 0.5 A。
(3)接着,小明又添加一只电压表,按照图丙连接好电路,闭合开关后,发现L1、L2均不发光,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能是 L1断路 (电路中只有一处故障);
(4)排除故障后,小明在测量了灯L1两端的电压后,断开开关,然后将导线AE的E端松开,接到D接线柱上,测量灯L2两端的电压,这一做法是否可行 不可行 ,理由是 电压表的正负接线柱接反 。
【分析】(1)连接电路时,为了电路安全,要将开关断开;
(2)图甲中闭合开关,电流表和L1被短路;电路为并联电路,电流表测量L1所在支路的电流;根据图乙中电流表选择的量程为0~0.6A确定分度值读数;
(3)乙图为串联电路,发现L1、L2均不发光,电路中可能存在断路,根据电压表有示数且大小接近3V分析;
(4)用电压表测量电压时,电流从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则,电压表指针反向偏转。
【解答】解:(1)为了电路安全,连接电路时要将开关断开。
(2)图甲中闭合开关,电流表和L1被短路,没有电流经过电流表和L1,所以电流表指针不会偏转。
去掉连接电流表和电源负极的导线,再用导线将灯L2的右接线柱与电流表的0.6A接线柱相连,电路为并联电路,电流表测量L1所在支路的电流,如图所示:
图乙中电流表选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A。
(3)据乙图可知,电路是串联的,闭合开关后,发现L1、L2均不发光,电路中可能存在断路,电压表有示数且大小接近3V,则电路中出现的故障可能电压表的测量对象L1断路,电压表串联进电路,相当于测量电源电压。
(4)将导线AE的A端松开,接到D接线柱上,闭合开关后,电流将从电压表的负接线柱流进,会造成电压表指针反偏,所以不能测量L2两端的电压。
故答案为:(1)断开;
(2)不偏转;;0.5;
(3)L1断路;
(4)不可行;电压表的正负接线柱接反。
【点评】本题练习使用电流表和电压表,考查电表的使用、注意事项及故障分析等知识。
【变式1】.小明在连接串并联电路的实验中:
(1)在连接电路的过程中,开关S应该 断开 ;
(2)如图甲所示,此时若闭合开关S,将会 发生短路 ;小明只需拆除 b (填字母)这一根导线,就能让两小灯泡都发光;
(3)小明在步骤(2)的基础上,再将L1拧下来,可看到L2 熄灭 ;(选填“发光”、“熄灭”或“可能被烧坏”)
(4)现打算用电压表来测量L2两端电压,小明应将电压表与该灯泡 并联 ,若测量前电压表指针如图乙所示,这会使测量结果 偏小 (选填“偏小”或“偏大”)。
【分析】(1)在连接电路时开关应该断开。
(2)甲图中,若闭合开关S,会发生电源短路。拆除导线b,电流可以依次经过两灯,两灯泡串联,闭合开关,两灯泡都发光。
(3)将L1拧下来,由串联电路特点可知此时整个电路处于断路状态,可看到L2熄灭。
(4)电压表在使用时应与被测电路并联,若测量前电压表指针如图乙所示,测量时会使测量结果偏小。
【解答】解:(1)为了保护电路,在连接电路的过程中,开关S应该断开。
(2)甲图中,若闭合开关S,电流从电源正极出发,不经过用电器,直接回到电源负极,将会造成电源短路。拆除导线b,电流可以依次经过两灯,两灯泡串联,闭合开关,两灯泡都发光。
(3)由步骤(2)可知两灯泡串联,将L1拧下来,由于串联电路中各用电器之间互相影响,此时整个电路处于断路状态,可看到L2熄灭。
(4)电压表在使用时应与被测电路并联,用电压表来测量L2两端电压,应将电压表与灯泡L2并联。
若测量前电压表指针如图乙所示,指针指向刻度盘0刻度线的左侧,测量时,电压表指针偏转的角度不变,会使测量结果偏小。
故答案为:(1)断开;
(2)发生短路;b;
(3)熄灭;
(4)并联;偏小。
【点评】本题考查电路连接时的保护措施、短路的识别、串联电路的特点、电压表的使用,难度中等。
八.电流表、电压表在判断电路故障中的应用
高频踩坑易错点
1. 误区:并联一盏灯熄灭、两电表示数不变,判定支路短路
【正解】:并联支路短路会造成电源短路,两表全部无示数;只有支路断路才会出现一灯熄灭、电表示数不变。
2. 误区:串联电压表无示数,故障一定是被测电阻断路
【正解】:电压表无示数分两种:被测电阻短路、被测以外电路断路。
3. 误区:只用一种电表无法区分断路、短路故障
【正解】:串联电流表可快速区分;串联无示数为外部断路,有示数为被测元件短路。
通用结论
并联电路单灯熄灭、电表示数不变→支路灯泡断路;串联电压表无示数:被测元件短路或外部断路;串联电流表有示数代表电路通路,故障为被测元件短路。
随堂测试
【典例】.如图电路,电源电压不变,闭合开关S,观察到电压表无示数,已知电路中仅有的一处故障发生在电阻R1或R2上,现将一个完好的电流表串联入电路中,则( )
A.若电流表无示数,故障可能是R1断路
B.若电流表有示数,故障一定是R1断路
C.若电流表无示数,故障一定是R2断路
D.若电流表有示数,故障可能是R2短路
【分析】根据电路图可知,闭合开关,两电阻串联,电压表V测电阻R1两端的电压,根据电流表和电压表的示数变化情况判断电路故障。
【解答】解:
由电路图可知,闭合开关,两电阻串联,电压表V测电阻R1两端的电压,电路中仅有的一处故障发生在电阻R1或R2上;
闭合开关S,电压表无示数,再串联一个电流表;
AC、若电流表无示数,说明电路为断路,而电压表无示数,说明电压表右侧接线柱未与电源负极相连,因此电路故障是R2断路,故C正确,A错误;
BD、若电流表有示数,说明电路为通路,而电压表无示数,且电压表测R1两端的电压,因此电路故障是R1短路,故BD错误;
故选:C。
【点评】此题考查电流表、电压表在电路故障中的作用判断,要结合电路图和电路的特点进行分析。
【变式1】.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,两灯均发光。一段时间后,一盏灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,出现这一现象的原因可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
【分析】如图所示,两灯泡并联,电流表测量的是灯L2中电流,电压表测量的是灯L1两端的电压,也就是灯L2两端的电压,即电源电压。根据电流表、电压表在电路中的特征逐一进行判断。
【解答】解:
A、灯L1断路,则电压表直接测电源电压,并且示数不变。L2支路不受影响,故电流表示数不变,符合题意。
B、灯L2断路,则电流表被断路,电流表无示数。不合题意。
C、灯L1短路,则电压表与导线并联,则电压表被短路,电压表无示数,不合题意。
D、灯L2短路,则电流表直接与电源两极相连,会损坏,不合题意。
故选:A。
【点评】此题考查了用电流表、电压表来判断电路故障,对两表的用法和特征要会运用。
【变式2】.小明用如图所示的电路探究串联电路电压特点,电源电压恒为3V。闭合开关后,发现电压表V1的示数为3V,电压表V2的示数为0V,则电路的故障可能是( )
A.电阻R1短路 B.电阻R2断路
C.电阻R1断路 D.导线①或②断路
【分析】根据电压表V1示数等于电源电压,可能是测量电源电压,也可能是串联在电路中分解答。
【解答】解:由图可知,R1与R2串联,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量R2两端的电压。
A.若电阻R1短路,电压表V1被短路,示数为0,电压表V2两接线柱到电源两极之间是通路,测量的是电源电压,示数为3V,故A不符合题意;
B.若电阻R2断路,电压表V1断路,无示数;电压表V2两接线柱到电源两极之间是通路,测量的是电源电压,示数为3V,故B不符合题意;
C.若电阻R1断路,电压表V1两接线柱到电源两极之间是通路,测量电源电压,故示数为3V;由于电压表V2断路,示数为0V,故C符合题意;
D.导线①断路,电压表V1断路,故电压表V1无示数,电压表V2正确接入电路,有示数,由于电阻R1与R2串联,根据串联电路特点可知,电压表V2的示数不可能为3V;
若导线②断路,电路断路,故两个电压表示数均为0,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路的故障分析,属于中档题。
【变式3】.小明同学在做电学实验时,按如图所示连接电路,电源电压不变,闭合开关后,灯L1、L2都发光,一段时间后,其中一盏灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变。产生这一现象的原因可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
【分析】如图所示,两灯泡并联,电流表测量的是灯L2中电流,电压表测量的是灯L1两端的电压,也就是灯L2两端的电压,即电源电压。根据电流表、电压表在电路中的位置逐一进行判断。
【解答】解:
A、灯L1断路,则电压表直接测电源电压,并且示数不变。L2支路不受影响,故电流表示数不变,符合题意;
B、灯L2断路,则电流表断路,电流表无示数。不合题意;
C、灯L1短路,则电压表与导线并联,则电压表被短路,电压表无示数,不合题意;
D、灯L2短路,则电流表直接与电源两极相连,会损坏,不合题意。
故选:A。
【点评】此题考查了用电流表、电压表来判断电路故障,对两表的用法和特征要会运用。使用完好的电流表检验电路故障时,将电流表与用电器串联,闭合开关,若电流表有示数,说明串联的用电器短路;若没有示数,说明串联的用电器断路。
【变式4】.如图所示,电源电压恒定,闭合开关,L1、L2两灯均正常发光,电流表和电压表均有示数,过一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表示数均不变,假设故障是由其中某只灯泡引起的,则造成此现象的原因可能是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
【分析】对于故障问题,可以进行假设选项正确,然后进行推断,推出的结论和题干相符,假设正确,否则假设错误。
【解答】解:
由图知,两个灯泡是并联的,电流表测量L1的电流,电压表测量L2的电压,也就是测量整个电路的电压(并联电路中各支路的电压等于电源电压);
根据题意可知,原来L1、L2两灯均正常发光,电流表和电压表均有示数;过一会儿,其中一只灯泡突然熄灭,两个电表示数均不变;
AC、如果L1短路或L2短路,整个电路都会短路,两灯都会熄灭,电压表的示数减小为0,故AC都错误。
B、如果L1断路,电流表会没有示数,不符合题意,故B错误。
D、如果L2断路,L2不发光,L1的支路没有问题,L1仍然发光,电流表示数不变,此时电压表测量电源电压,其示数也不变,故D正确。
故选:D。
【点评】对于故障问题,根据电流表有无示数判断电路是通路还是断路,电流表有示数电路是通路,电流表无示数是断路,然后通过电压表来判断电路故障的具体情况。
【变式5】.如图电路,电源电压不变,闭合开关S,观察到电压表无示数,已知电路中仅有的一处故障发生在电阻R1或R2上。小明想到两个方法。方法一:用一只电流表串联在电路中;方法二:用一只电压表并联在R2两端。为判断出电路故障,这两种方法可以判断的是( )
A.只有方法一可以 B.只有方法二可以
C.两种方法都可以 D.两种方法都不行
【分析】分析电路图知,两个电阻R串联,电压表测量电阻R1两端电压;闭合开关,观察到电压表无示数,可能电压表并联部分以外断路,也可能电压表被短路,据此分析。
【解答】解:图中两个电阻R串联,电压表测量电阻R1两端电压;闭合开关,观察到电压表无示数,可能电压表并联部分以外断路,也可能电压表被短路,电路中仅有的一处故障发生在电阻R1或R2上;方法一:用一只电流表串联在电路中;如果是断路情况,则电流无示数,即R2断路,如果是短路,电流表有示数,故可以确定故障是R1短路;
方法二:用一只电压表并联在R2两端;如果R2断路,电压表串联在电路中,测量电源电压,有示数,如果是R1短路,电压表还是测量电源电压,有示数,故无法确定故障位置。
故选:A。
【点评】本题考查串联电路的故障分析,属于中档题。
【变式6】.利用所学知识检查电路故障。
(1)如图甲所示,闭合开关,灯L不亮,电压表V有示数,电路中各处均接触良好,为进一步确定故障(故障只有一处,出现在灯泡L或电阻R上),现有两种方案:
方案一:将一个电流表正确串联在如图所示的电路中(电流表未画出),闭合开关S,观察电流表的示数情况,若电流表有示数,说明故障是 灯L被短路 ;若电流表无示数,说明故障是 电阻R断路 。
方案二:将图中电压表正确并联在灯L两端,此方法 不能 (选填“能”或“不能”)查找出电路的故障。
(2)如图乙所示,闭合开关,两灯泡均不亮,电路连接无误,故障只出现在其中的一个灯泡上,现提供如下四种方案查找,可行的方案有 ACD (选填字母选项)。
A.用一根完好导线分别与两个灯泡并联
B.用一个完好电流表分别串在图中的a、b、c三点
C.用一个完好电压表分别与两个灯泡并联
D.用一个完好的小灯泡分别与两个灯泡并联
【分析】(1)在串联电路中灯不亮、电压表有示数的故障所在:
①所测用电器开路,电压表通过灯L、闭合的开关、导线接在电源的正负极上,电压表有示数;
②灯L被短路,电路中只有电阻R,电压表测量R两端的电压,有示数。
当把电压表接在灯L两端:灯L被短路,分压为0,电压表的示数为0;电阻R开路,电压表接不到电源上,示数为0.所以不能判断故障所在。
(2)闭合开关,两灯均不亮,这说明其中一个小灯泡发生了断路;根据导线、电流表、电压表、小灯泡在电路中的作用和特点分析。
【解答】解:(1)闭合开关,灯L不亮,电压表V有示数,说明电压表与电源两极连接的部分电路没有断路,即灯泡L没有断路,可能是灯泡L短路;电压表有示数,说明电阻R也没有被短路,可能是断路,由上可见,电路故障可能是灯泡L短路或电阻R断路;
方案一:电路中接入电流表,电流表若有示数,说明电阻R没有处于断路,则是灯L被短路;电流表若没有示数,说明电路处于断路状态,即是电阻R断路。
方案二:不能,因为将图中的电压表正确并联在灯L两端,灯L短路和电阻R开路都会使灯不亮、电压表的示数为0,所以不能查找出电路的故障。
(2)闭合开关,两灯均不亮,经检查,电路连接无误,故障只出现在其中的一个灯泡上,这说明小灯泡发生了断路:
A、用一根导线分别与两个灯泡并联,则断路的地方会接通,另一个灯泡会发光,该方法能检测出坏灯泡,故A正确;
B、用一个电流表分别串联在图中的a、b、c三点,由于电流表相当于导线,串联时对电路无影响,则无法测出故障,该方法不能检测出坏灯泡,故B错误;
C、用一个电压表分别与两个灯泡并联,其中一个灯泡断路时,若电压表并联在断路的灯泡两端,电压表会有示数,能测出故障,该方法能检测出坏灯泡,故C正确;
D、用一个小灯泡分别与两个灯泡并联,其中一个灯泡断路时,与其并联的灯泡会发光,能测出故障,该方法能检测出坏灯泡,故D正确。
故选:ACD。
故答案为:(1)灯泡L短路;电阻R断路;不能;(2)ACD。
【点评】通过导线、电流表、电压表来检测电路中的故障,要知道各仪器并联后的现象,学会从现象来推导结论。
第1页(共1页)
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。