11.3 电压(举一反三·讲义)物理新教材沪科版(五四学制)九年级上册
2026-08-31
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摘要:
本讲义聚焦“电压”核心知识点,通过水流与电流的类比法引入电压概念,系统梳理电压的作用、单位及换算、常见电压值、干电池串联规律,进而过渡到电压表的构造、量程、读数及使用方法,构建完整知识支架。
资料亮点在于以类比模型建构电压认知,结合太阳能路灯情景导入激发探究兴趣,融入电池发展历程体现科学态度与社会责任。水果电池实验等设计强化科学探究,课中辅助教师教学,课后作业助力学生查漏补缺,提升物理观念与科学思维。
内容正文:
11.3 电压
目录
知识框架 1
知识精讲 1
【知识点1 电压】 2
【知识点2 电压表】 4
课后作业 7
情景导入
生活中有各式各样的电源,除了常见的干电池以外,还有铅蓄电池、锂电池、发电机等。我们有时会看到如图所示的太阳能路灯。这种路灯用顶部安装的太阳能电池板作为电源。接通电源后,电路中会形成持续的电流,为什么电源能够提供持续的电流呢?
知识归纳
【知识点1 电压】
1. 用类比法理解电压的作用
水流形成的过程:如左图所示,当两个容器存在水位差时,就会形成水压,水压推动水定向流动形成
;如果要让水流持续流动,需要用 不断抽水,维持两端的水位差,从而持续保持水压。
电流形成的过程:如右图所示,电源两极存在电位差时,会形成电压,电压推动自由电荷定向移动形成 ;如果要让电流持续流动,需要用 维持用电器两端的电位差,从而持续保持电压。
2. 电压:导体两端的 是使导体中自由电荷定向移动的原因。电压用字母U表示。
3. 电源:电源就是为电路中的导体提供 的装置。
4. 电压的单位
(1)国际单位: ,简称伏,符号V。
(2)常用单位: (kV)、 (mV)等。
(3)单位换算: 1kV= V,1V= mV
5. 一些常见的电压值
6. 干电池串联后的电压
在日常生活中,手电筒、小型收音机等用电器正常工作时所需要的电压约为3 V、6 V等。我们常会将几节干电池首尾相连串接在一起组成电池组使用。如果每节电池的电压为U,用n节相同的电池串接成电池组,其提供的电压可达 。这样就可以满足不同用电器的使用要求。
手电筒的电源由两节干电池串接组成
7. STSE——电池的发展历程
1799年,伏打发明了人类历史上第一块化学电池— 。此后,电池技术几经发展。1859年,最早的可充电电池— 问世;1887年, 的发明解决了电解液漏溢的问题;20世纪50年代后电池技术开始高速发展,其中1991年推出的 电池以大容量、高电压、低污染、循环性能好的特点,在众多类型的电池中脱颖而出,很快被广泛应用。进入21 世纪,新型纳米材料—石墨烯的发现为电池技术的发展注入新的活力。使用相关技术制成的 电池较传统电池具有更高的能量密度、更快的充电速度、更长的使用寿命和更好的安全性能,是一种具有广阔应用前景的新型电池。
在享受电池给生活带来便捷的同时,人们也逐渐意识到电池的使用所引发的环境问题并着手解决。几十年来,我国因地制宜,不断加大太阳能电池和燃料电池等新能源产业的投入与支持,并于2016年修订了《废电池污染防治技术政策》,对废旧电池的收集、运输、储存、利用、处置等环节给出了执行标准。
【例1】(多选题)在学习电学时,小明结合图中甲、乙作出以下类比,下列选项正确的是( )
A.电路与水路有许多相似之处,我们一般把用电器类比于水泵
B.开关类似于阀门,可以控制电路通断
C.水压使水管中形成水流;类似的,电压使电路中形成电流
D.电流类似于水流,电源外部电流方向从电池正极经用电器到负极
【变式1-1】我国家庭电路的电压是________V;一节新干电池的电压是________V;手电筒中的LED灯正常工作电流约10_________。
【变式1-2】(多选题)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
【知识点2 电压表】
1. 认识电压表
(1)作用:测量电路中两点间电压的高低。
(2)电路符号: 。
(3)构造:三个接线柱(两个红色的为 接线柱、一个黑色的为 接线柱)、表盘、指针、调零螺丝等。
2. 电压表的量程与分度值
实验室用电压表有三个接线柱,两个量程。
(1)使用“-”与“3”接线柱时,量程为 V,分度值为 V。
(2)使用“-”与“15”接线柱时,量程为 V,分度值为 V。
电压表的构造 电压表的示数
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。如图所示,电压表的量程 V;分度值为 V;示数为 V。
4. 电压表的使用
电压表在电路中的正确接法如下图所示。
(1)使用前进行 。使用电压表前应该先观察指针,是否指在零刻度线上,若不指在零刻度线,则调零旋钮使指针指在零刻度线。
(2)电压表要与待测元件 联。
(3)使电压表的红色 (“ ”)接线柱与待测元件靠近电源正极的一端相连。
(4)被测电压的大小不能超过电压表的 。(如不知道电压大小,应选较大的量程试触)。
5. 使用电压表常见的错误
(1)正、负接线柱接反:这样电压表指针会 ,损坏电压表。
(2)量程选择不合理:指针偏角较小,电压表量程选择过大;指针偏转超过最大刻度,电压表量程选择偏小。
(3)电压表串联接入电路:此时电压表测的是 电压,不能测出用电器两端电压。
6. 实验室中也可以用电压传感器代替电压表测量电压
【例2】小华做“用电压表测量电压”的实验。
(1)现有电源、小灯泡、开关、电压表各一个及导线若干,请在下面的虚框内画出电路图。
(2)小华根据电路图连接元件后,闭合开关,小灯发光,此时观察到电压表的指针指在如图(a)所示位置,出现该现象的原因是_______________。小华重新调整电路某元件的连接后,再次闭合开关,电压表示数如图(b)所示,此时读数是______V。
【变式2-1】下列各电路图,电表使用均正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】某同学用有3V和15V两个量程的电压表来测量电压时,电压表“-”接线柱已经接入电路,在用15V量程进行试触时,发现指针的位置如图所示,则他下一步的操作应该是( )
A.直接接入c接线柱,然后读数
B.直接接入b接线柱,然后读数
C.断开开关,接入c接线柱,闭合开关后读数
D.断开开关,接入b接线柱,闭合开关后读数
1.日常生活中,人们通过智能手机可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。智能手机的电池电压可能是( )
A.3.7V B.36V C.220V D.380V
2.当人接触下列物体有触电危险的是( )
A.一节新干电池 B.一节蓄电池 C.手机电池 D.家用插座内的金属片
3.下列关于电源、电压和电流的说法错误的是( )
A.电流形成,必须有电压 B.有电流,一定有电压
C.电源是提供电压的装置 D.有电压,就一定有电流
4.在学习电学时,小明结合图甲、乙作出了以下类比,其中不合理的是( )
A.电源类似于水泵,将其他形式的能转化为电能
B.灯泡类似于水轮机,有电流流过会发光
C.电流类似于水流,方向从电池负极经用电器到正极
D.开关类似于阀门,可以控制电路通断
5. 下列各电路图,电表使用正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 下列电路中,用电压表能测两端电压的是( )
A. B. C. D.
7.下列电路图中电表的使用正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图的电路中,当开关S闭合后,电压表测量的是( )
A.L1两端的电压 B.L2两端的电压
C.电源两端的电压 D.L1和电源两端的电压
9.取一个番茄,把锌片、铜片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示,下列说法正确的是( )
A.锌片是水果电池的负极
B.该水果电池的电压是3V
C.水果电池将内能转化为电能
D.取不同种类水果制成的水果电池,其电压一定是相同的
10.将完好的电流表、电压表、小灯泡连接成如图所示的电路,电源由两节新干电池组成,电路连接无误开关S闭合后,会出现( )
A.电池被烧坏 B.电流表指针几乎不偏转
C.小灯泡发光 D.电压表指针几乎不偏转
11. 如图所示的电路中少接了开关,灯起初正常发光,当在AB间连接以下元件或电表时,瞬间灯熄灭且电流表被烧坏,则在AB间不可能连接的是( )
A.导线 B.电压表 C.电流表 D.闭合的开关
12.某款具有快充功能的充电宝为手机充电时,输出电压为_______,输出电流为
__________mA,使用该充电宝为手机充电能显著提升充电速度,节约宝贵的时间。
13.如图甲所示,抽水机不断地把水从B抽向A,从而使A的水位高于B,即A、B之间保持水压,这样水持续从A流向B。在乙图中,闭合开关后,小灯泡持续发光,是因为有电流持续流过灯泡。在乙图中,相当于抽水机的是___________,它的作用是给用电器两端提供___________,从而形成持续电流。
14. 刘露同学在做电学实验时,电压表如图甲所示,示数________V,造成图乙所示现象的原因是________________。
15.如图所示,在把电压表接入电路时,开关应处于_______状态。电压表与待测灯泡_______联,右手拿的导线的一端应与小灯泡的_______(选填“左接线柱”或“右接线柱”)连接。根据图中的电池节数,为了测量电压的数据准确,需要进行的改进措施是_______________________。
16. 图甲、乙中的电压表,测量的是灯泡L2两端电压的是_______(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”)
17.(1)如图所示,图甲中电压表的分度值为________V,读数为________V。
(2)用电压表测电压时,某同学接入电路的是0~3V的测量范围,却在0~15V的测量范围刻度中读成了6.5V,则实际测得的电压应是 ___________V。
18.按照如图甲所示的电路图连接图乙中的实物电路。(两电表均选用大量程)
19. 将电流表或电压表的电路元件符号分别填入如图所示电路的两个“〇”中,使小灯泡能正常发光。
20. 根据实物图,画出相应的电路图。
21.如图所示电路,在虚线框内填上电流表或电压表的符号,要求开关闭合后灯泡能正常工作。
22. 跨学科学习小组进行“探究水果电池电压”的实验,在水果中平行插入两片不同金属制成的极板,组成了一个水果电池。他们讨论后提出影响水果电池电压的因素,并对此进行了猜想。
猜想一:水果电池电压可能与水果的种类有关。
猜想二:水果电池电压可能与极板的材料有关。
为了验证猜想,同学们利用电压表对水果电池的电压进行测量,第1次实验时的情景如图所示。多次实验,并将数据记录在下表中。
实验次序
水果种类
两极板间的电压U/V
锌-铁
铁-铜
锌-铜
1
苹果
0.7
1.0
2
菠萝
0.5
0.6
0.9
3
梨
0.4
0.5
0.8
4
橙子
0.7
0.8
1.1
(1)图中两极板为锌—铁的苹果电池的电压为__________V,苹果电池的正极为__________(铁片/锌片)。
(2)分析实验数据可知:
①猜想一是__________(正确/错误)的;
②__________(填水果种类)最适合做水果电池;
③表中制作水果电池效果最好的两极板材料是__________。
(3)将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化。由此,提出一个可探究的科学问题:__________。
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11.3 电压
目录
知识框架 1
知识精讲 1
【知识点1 电压】 2
【知识点2 电压表】 4
课后作业 7
情景导入
生活中有各式各样的电源,除了常见的干电池以外,还有铅蓄电池、锂电池、发电机等。我们有时会看到如图所示的太阳能路灯。这种路灯用顶部安装的太阳能电池板作为电源。接通电源后,电路中会形成持续的电流,为什么电源能够提供持续的电流呢?
知识归纳
【知识点1 电压】
1. 用类比法理解电压的作用
水流形成的过程:如左图所示,当两个容器存在水位差时,就会形成水压,水压推动水定向流动形成水流;如果要让水流持续流动,需要用抽水机不断抽水,维持两端的水位差,从而持续保持水压。
电流形成的过程:如右图所示,电源两极存在电位差时,会形成电压,电压推动自由电荷定向移动形成电流;如果要让电流持续流动,需要用电源维持用电器两端的电位差,从而持续保持电压。
2. 电压:导体两端的电压是使导体中自由电荷定向移动的原因。电压用字母U表示。
3. 电源:电源就是为电路中的导体提供电压的装置。
4. 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
5. 一些常见的电压值
6. 干电池串联后的电压
在日常生活中,手电筒、小型收音机等用电器正常工作时所需要的电压约为3 V、6 V等。我们常会将几节干电池首尾相连串接在一起组成电池组使用。如果每节电池的电压为U,用n节相同的电池串接成电池组,其提供的电压可达nU。这样就可以满足不同用电器的使用要求。
手电筒的电源由两节干电池串接组成
7. STSE——电池的发展历程
1799年,伏打发明了人类历史上第一块化学电池—伏打电堆。此后,电池技术几经发展。1859年,最早的可充电电池—铅酸电池问世;1887年,干电池的发明解决了电解液漏溢的问题;20世纪50年代后电池技术开始高速发展,其中1991年推出的锂离子电池以大容量、高电压、低污染、循环性能好的特点,在众多类型的电池中脱颖而出,很快被广泛应用。进入21 世纪,新型纳米材料—石墨烯的发现为电池技术的发展注入新的活力。使用相关技术制成的石墨烯电池较传统电池具有更高的能量密度、更快的充电速度、更长的使用寿命和更好的安全性能,是一种具有广阔应用前景的新型电池。
在享受电池给生活带来便捷的同时,人们也逐渐意识到电池的使用所引发的环境问题并着手解决。几十年来,我国因地制宜,不断加大太阳能电池和燃料电池等新能源产业的投入与支持,并于2016年修订了《废电池污染防治技术政策》,对废旧电池的收集、运输、储存、利用、处置等环节给出了执行标准。
【例1】(多选题)在学习电学时,小明结合图中甲、乙作出以下类比,下列选项正确的是( )
A.电路与水路有许多相似之处,我们一般把用电器类比于水泵
B.开关类似于阀门,可以控制电路通断
C.水压使水管中形成水流;类似的,电压使电路中形成电流
D.电流类似于水流,电源外部电流方向从电池正极经用电器到负极
【答案】BCD
【详解】A.水路中水轮机是利用水流发生转动,电路中的小灯泡利用电流来发光,故一般把用电器类比于水轮机,故A错误;
B.水路中水流类似于电路中的电流,阀门控制水路的通断,开关控制电路的通断,故用阀门来类比电路中的开关,故B正确;
C.水压使水管中形成水流,电压使电路中形成电流,二者的作用逻辑一致。故C正确;
D.电流类似于水流,电源外部电流方向从电池正极经用电器到负极,电源内部电流方向从电池负极到电源的正极,故D正确。
故选BCD。
【变式1-1】我国家庭电路的电压是________V;一节新干电池的电压是________V;手电筒中的LED灯正常工作电流约10_________。
【答案】 220 1.5 mA/毫安
【详解】常见电压中,我国家庭电路的标准电压为220V,一节新干电池的电压为1.5V;
手电筒的LED灯正常工作电流远小于1A,约为10毫安,对应单位符号是mA。
【变式1-2】(多选题)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。
【知识点2 电压表】
1. 认识电压表
(1)作用:测量电路中两点间电压的高低。
(2)电路符号: 。
(3)构造:三个接线柱(两个红色的为正接线柱、一个黑色的为负接线柱)、表盘、指针、调零螺丝等。
2. 电压表的量程与分度值
实验室用电压表有三个接线柱,两个量程。
(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。
电压表的构造 电压表的示数
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。如图所示,电压表的量程0~15V;分度值为0.5V;示数为2.5V。
4. 电压表的使用
电压表在电路中的正确接法如图11-3-5所示。
(1)使用前进行调零。使用电压表前应该先观察指针,是否指在零刻度线上,若不指在零刻度线,则调零旋钮使指针指在零刻度线。
(2)电压表要与待测元件并联。
(3)使电压表的红色 (“+”)接线柱与待测元件靠近电源正极的一端相连。
(4)被测电压的大小不能超过电压表的量程。(如不知道电压大小,应选较大的量程试触)。
5. 使用电压表常见的错误
(1)正、负接线柱接反:这样电压表指针会反向偏转,损坏电压表。
(2)量程选择不合理:指针偏角较小,电压表量程选择过大;指针偏转超过最大刻度,电压表量程选择偏小。
(3)电压表串联接入电路:此时电压表测的是电源电压,不能测出用电器两端电压。
6. 实验室中也可以用电压传感器代替电压表测量电压
【例2】小华做“用电压表测量电压”的实验。
(1)现有电源、小灯泡、开关、电压表各一个及导线若干,请在下面的虚框内画出电路图。
(2)小华根据电路图连接元件后,闭合开关,小灯发光,此时观察到电压表的指针指在如图(a)所示位置,出现该现象的原因是_______________。小华重新调整电路某元件的连接后,再次闭合开关,电压表示数如图(b)所示,此时读数是______V。
【答案】(1)见下图;(2) 电压表正负接线柱接反了 2.7/13.5
【详解】(1)将电源、开关、小灯泡依次连接起来,电压表接在灯泡两端,测灯泡两端的电压;或电压表接在电源两端,测电源的电压,电路如下图所示:
或
(2)闭合开关,小灯发光,此时观察到电压表的指针指在如图(a)所示,指针偏转到零刻线的左侧,出现该现象的原因是电压表正负接线柱接反了。
再次闭合开关,电压表示数如图(b)所示,若电压表可能选用0∼3V,分度值为0.1V,此时读数是2.7V;若电压表可能选用0∼15V,分度值为0.5V,此时读数是13.5V。
【变式2-1】下列各电路图,电表使用均正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据电表在电路中使用规律可知,电压表应并联在用电器或电路两端,电流从正接线柱流入,负接线柱流出;电流表应串联在电路中,电流从正接线柱流入,负接线柱流出。故ABD错误,C正确。故选C。
【变式2-2】某同学用有3V和15V两个量程的电压表来测量电压时,电压表“-”接线柱已经接入电路,在用15V量程进行试触时,发现指针的位置如图所示,则他下一步的操作应该是( )
A.直接接入c接线柱,然后读数
B.直接接入b接线柱,然后读数
C.断开开关,接入c接线柱,闭合开关后读数
D.断开开关,接入b接线柱,闭合开关后读数
【答案】D
【详解】从图可知,试触时指针摆幅较小,在1V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,所以用0~3V的量程,并且换接线柱时应断开开关,所以他下一步的操作应该是:断开开关,接入b接线柱,闭合开关后读数,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
1.日常生活中,人们通过智能手机可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。智能手机的电池电压可能是( )
A.3.7V B.36V C.220V D.380V
【答案】A
【详解】A.智能手机所用锂电池的额定电压标准值为3.7V,故A符合题意;
B.36V是对人体安全的电压上限,不是手机电池电压,故B不符合题意;
C. 220V是我国家庭电路的工作电压,故C不符合题意;
D.380V是工业动力电路的供电电压,故D不符合题意。
故选A。
2.当人接触下列物体有触电危险的是( )
A.一节新干电池 B.一节蓄电池 C.手机电池 D.家用插座内的金属片
【答案】D
【详解】人体的安全电压是不高于36V。
A.一节新干电池的电压是1.5V,故A不符合题意;
B.一节蓄电池的电压是2V,故B不符合题意;
C.手机电池的电压是3.7V,故C不符合题意;
D.家用插座提供的电压是220V,故D符合题意。
故选D。
3.下列关于电源、电压和电流的说法错误的是( )
A.电流形成,必须有电压 B.有电流,一定有电压
C.电源是提供电压的装置 D.有电压,就一定有电流
【答案】D
【详解】A.根据电流形成的原理,电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因,所以电流形成必须有电压,故A正确,不符合题意;
B.电压是形成电流的必要条件,有电流说明电路中存在使电荷定向移动的电压,故B正确,不符合题意;
C.电源的作用就是为电路提供电压,是提供电压的装置,故C正确,不符合题意;
D.有电压时,若电路是开路(如开关断开),自由电荷无法定向移动,就不会形成电流,因此有电压不一定有电流,故D错误,符合题意。
故选D。
4.在学习电学时,小明结合图甲、乙作出了以下类比,其中不合理的是( )
A.电源类似于水泵,将其他形式的能转化为电能
B.灯泡类似于水轮机,有电流流过会发光
C.电流类似于水流,方向从电池负极经用电器到正极
D.开关类似于阀门,可以控制电路通断
【答案】C
【详解】A.电源提供电压,类似于水泵提供水压,将其他形式的能转化为电能,故A不符合题意;
B.灯泡消耗电能发光,类似于水轮机消耗水能转动,故B不符合题意;
C.物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,在电源外部,电流方向从电池正极经用电器到负极,故C符合题意;
D.开关控制电路通断,类似于阀门控制水路通断,故D不符合题意。
故选 C。
5. 下列各电路图,电表使用正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.电流表正负接线柱接反了。故A错误;
B.电流表不能与灯泡并联。故B错误;
C.电压表正负接线柱接反了。故C错误;
D.电压表与灯泡并联,测量灯泡两端的电压,电流从电压表正接线柱流进,负接线柱流出,故D正确。
故选 D。
6. 下列电路中,用电压表能测两端电压的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.灯泡L1与L2并联,电压表与L1串联,无法测量L1两端电压,故A不符合题意;
B.灯泡L1与L2串联,电压表并联在L2两端,测L2两端电压,故B不符合题意;
C.灯泡L1与L2并联,电压表并联在电源两端,并联电路各支路电压等于电源电压,测量的是电源电压,因此电压表的示数等于L1两端电压,可以测量L1两端电压,故C符合题意;
D.灯泡L1与L2串联,电压表并联在L2两端,测L2两端电压,故D不符合题意,
故选 C。
7.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。
8.如图的电路中,当开关S闭合后,电压表测量的是( )
A.L1两端的电压 B.L2两端的电压
C.电源两端的电压 D.L1和电源两端的电压
【答案】A
【详解】开关S闭合后,两灯串联,电压表并联在L1两端,因此电压表测量L1两端的电压。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
9.取一个番茄,把锌片、铜片插入其中,就制成了一个水果电池。用电压表测量电压如图所示,下列说法正确的是( )
A.锌片是水果电池的负极
B.该水果电池的电压是3V
C.水果电池将内能转化为电能
D.取不同种类水果制成的水果电池,其电压一定是相同的
【答案】A
【详解】A.电压表指针正向偏转,说明电流从正接线柱流入、负接线柱流出。图中铜片与电压表正接线柱相连,锌片与负接线柱相连,故锌片是负极,故A正确;
B.由图可知,电压表导线接在“-”和“3”接线柱,选用0∼3V量程,分度值为0.1V,指针指在第6小格,读出示数为,故B错误;
C.水果电池工作时消耗化学能产生电能,是将化学能转化为电能,故C错误;
D.水果电池的电压与水果种类、电极材料等有关,不同种类水果制成的电池电压一般不同,故D错误。
故选A。
10.将完好的电流表、电压表、小灯泡连接成如图所示的电路,电源由两节新干电池组成,电路连接无误开关S闭合后,会出现( )
A.电池被烧坏 B.电流表指针几乎不偏转
C.小灯泡发光 D.电压表指针几乎不偏转
【答案】B
【详解】电压表与电流表、灯泡串联,由于电压表的内阻很大,所以电路中的电流几乎为零,故电流表指针几乎没有偏转,灯泡不会发光,电池也不会被烧坏,电压表指针明显偏转,示数约等于电源电压为3V。故选B。
11. 如图所示的电路中少接了开关,灯起初正常发光,当在AB间连接以下元件或电表时,瞬间灯熄灭且电流表被烧坏,则在AB间不可能连接的是( )
A.导线 B.电压表 C.电流表 D.闭合的开关
【答案】B
【详解】A.如果在AB间接入导线,会造成电源短路,此时电路中的电流会瞬间变得极大,不仅会烧坏电流表,还可能损坏电源,同时灯泡会因为被短路而熄灭,这种情况是可能的,故A不符合题意;
B.电压表的内阻极大,相当于开路,当把电压表接在AB间时,电路中的总电阻几乎不变,电流也几乎不变,灯泡仍然会正常发光,电流表也不会被烧坏,所以这种情况不可能导致灯熄灭且电流表被烧坏,故B符合题意;
C.电流表的内阻极小,相当于短路,把电流表接在AB间,同样会造成电源短路,电路中瞬间产生大电流,烧坏电流表,灯泡也会因为短路而熄灭,这种情况是可能的,故C不符合题意;
D.闭合的开关相当于导线,接在AB间会造成电源短路,和接入导线的效果一样,会导致灯熄灭,同时大电流烧坏电流表,这种情况是可能的,故D不符合题意。
故选B。
12.某款具有快充功能的充电宝为手机充电时,输出电压为_______,输出电流为
__________mA,使用该充电宝为手机充电能显著提升充电速度,节约宝贵的时间。
【答案】
【详解】 1.5A=1.5×103 mA
13.如图甲所示,抽水机不断地把水从B抽向A,从而使A的水位高于B,即A、B之间保持水压,这样水持续从A流向B。在乙图中,闭合开关后,小灯泡持续发光,是因为有电流持续流过灯泡。在乙图中,相当于抽水机的是___________,它的作用是给用电器两端提供___________,从而形成持续电流。
【答案】 电源 电压
【详解】甲图中抽水机提供水压,水压促使水流动,形成水流。乙图中电池(电源)的作用相当于抽水机,给用电器(小灯泡)两端提供电压,电压促使电荷定向移动,形成持续电流,灯泡发光。
14. 刘露同学在做电学实验时,电压表如图甲所示,示数________V,造成图乙所示现象的原因是________________。
【答案】 1 电压表的正负接线柱接反了
【详解】甲图电压表选用量程,分度值为0.1V,由指针位置可知示数为1V;
乙图电压表指针反向偏转,造成该现象的原因是电压表正负接线柱接反。
15.如图所示,在把电压表接入电路时,开关应处于_______状态。电压表与待测灯泡_______联,右手拿的导线的一端应与小灯泡的_______(选填“左接线柱”或“右接线柱”)连接。根据图中的电池节数,为了测量电压的数据准确,需要进行的改进措施是____________________________。
【答案】 断开 并 右接线柱 将电压表的量程换为0~3V
【详解】连接电路时,为了防止电路短路等故障损坏元件,保护电路安全,开关必须处于断开状态;
电压表使用时须并联在待测用电器两端;
电压表需要满足“正进负出”的接线规则,图中灯泡右接线柱接电源正极,因此右手所持的电压表正接线柱的导线,需要接小灯泡的右接线柱;
图中电池有2节,每节干电池为1.5V,所以电源电压为3V,所以为了测量准确,应该选用0~3V的测量范围。
16. 图甲、乙中的电压表,测量的是灯泡L2两端电压的是_______(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”)
【答案】甲和乙
【详解】开关闭合时,甲图中,电压表与L2并联,测量的是L2两端的电压;乙图中,电压表与L2并联,测量的是L2两端的电压。所以两图中开关闭合时电压表都测量L2两端的电压。
17.(1)如图所示,图甲中电压表的分度值为________V,读数为________V。
(2)用电压表测电压时,某同学接入电路的是0~3V的测量范围,却在0~15V的测量范围刻度中读成了6.5V,则实际测得的电压应是 ___________V。
【答案】(1) 0.1 2.2 (2)1.3
【详解】(1)由图可知,电压表选0~3V的测量范围,分度值为,指针偏过后2个小格,所以电压表示数为。
(2)使用0~3V,利用0~15V的测量范围读数,正确的电压值是读数的,在0~15V的测量范围中读成了,则实际测得的电压是。
18.按照如图甲所示的电路图连接图乙中的实物电路。(两电表均选用大量程)
【答案】见下图。
【详解】分析电路图可知,电流表和小灯泡串联,电压表测量灯泡两端电压。所以先将电源、开关、电流表、小灯泡依次连接,再将电压表并联在灯泡两端,注意电流表和电压表连接时,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。如图所示:
19. 将电流表或电压表的电路元件符号分别填入如图所示电路的两个“〇”中,使小灯泡能正常发光。
【答案】见右图。
【详解】若图中下方填入电压表,则小灯泡相当于断路,故下方不能为电压表,只能是电流表,测通过灯泡的电流;若上方为电流表,则会发生电源短路,故上方只能是电压表,测电源电压;
综上所述,上方为电压表;下方为电流表。
20. 根据实物图,画出相应的电路图。
【答案】见右图。
【详解】由实物图可知,电流从电源的正极流出,依次经过小灯泡、电流表和开关,最后回到电源负极,电压表并联在小灯泡两端。据此作图。
21.如图所示电路,在虚线框内填上电流表或电压表的符号,要求开关闭合后灯泡能正常工作。
【答案】见右图。
【详解】下方虚线框与灯泡并联,所以是电压表;则上方虚线框与灯泡串联,所以是电流表。
22. 跨学科学习小组进行“探究水果电池电压”的实验,在水果中平行插入两片不同金属制成的极板,组成了一个水果电池。他们讨论后提出影响水果电池电压的因素,并对此进行了猜想。
猜想一:水果电池电压可能与水果的种类有关。
猜想二:水果电池电压可能与极板的材料有关。
为了验证猜想,同学们利用电压表对水果电池的电压进行测量,第1次实验时的情景如图所示。多次实验,并将数据记录在下表中。
实验次序
水果种类
两极板间的电压U/V
锌-铁
铁-铜
锌-铜
1
苹果
0.7
1.0
2
菠萝
0.5
0.6
0.9
3
梨
0.4
0.5
0.8
4
橙子
0.7
0.8
1.1
(1)图中两极板为锌—铁的苹果电池的电压为__________V,苹果电池的正极为__________(铁片/锌片)。
(2)分析实验数据可知:
①猜想一是__________(正确/错误)的;
②__________(填水果种类)最适合做水果电池;
③表中制作水果电池效果最好的两极板材料是__________。
(3)将两极板插入水果更深些,发现电压表示数发生了变化。由此,提出一个可探究的科学问题:__________。
【答案】(1)0.6 铁片 (2)正确 橙子 锌-铜
(3)水果电池电压与两极板插入水果的深度有关吗
【详解】(1)图中电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,指针指向第6小格,读数为0.6V;
电压表正接线柱连接铁片,电压表指针正向偏转,因此铁片为正极。
(2)①对比表中不同水果(如苹果、菠萝、梨、橙子)在相同极板材料下的电压数据,发现电压值各不相同,说明水果电池电压与水果种类有关,猜想一正确。
② 比较四种水果在相同极板组合下的电压,橙子对应的电压数值(0.7V、0.8V、1.1V)均为各组最大值,说明橙子最适合做水果电池。
③ 横向对比同一水果下不同极板材料的电压,锌—铜组合产生的电压(1.0V、0.9V、0.8V、1.1V)始终高于其他组合,说明锌—铜是效果最好的极板材料。
(3)改变极板插入深度导致电压变化,说明电压可能与插入深度有关。据此可提出探究问题:水果电池的电压与极板插入水果的深度是否有关?
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