内容正文:
3.3 电压
题型01 电压及其测量
题型02 串并联电路电压特点
▌题型01 电压及其测量
1、电压表
(1)作用:测量电路两端电压的大小。
(2)符号:
(3)量程:常用的电压表有三个接线柱(“-”“3”和“15”),两个量程(0~ 3伏和0~ 15伏)。
(4)读数方法:
①确认所用电压表的量程。
②确认刻度盘上每个大格和每个小格表示的电压值。如图使用的量程为0~3伏,每一大格表示的电压值为1伏,每一小格表示的电压值为0.1伏。
③由指针所指的大格和小格的位置,读出电压表的示数。
注:电压表可以直接连到电源两极,测出电源的电压。电压表相当于一段断开的导线,不会对所测的电路产生影响。
2、电压表的使用规则
(1)首先要调零,明确电压表的量程和最小刻度。
(2)正确选择电压表的量程,被测电压不要超过所选量程。
(3)电压表要并联在被测电路两端。
(4)把电压表的“+”接线柱接在与电源正极相连的那端,“-”接线柱接在与电源负极相连的那端。
(5)电压表可直接连到电源的正、负极上测量电源电压(电压表电阻极大,此处相当于开路)。
3、电压表与电流表的比较
电压表
电流表
用途
测量电路两端的电压
测量电路中的电流
符号
连接方法
并联在被测电路的两端
串联在被测电路中
与电源相接
能够直接并联在电源两极上
绝对不允许不经过用电器直接连到电源两极上
相同点
使用前要调节指针指在零刻线处,弄清量程、最小刻度值;使用时都要选择合适的量程,都要待指针稳定后再读数;不能估计出电流值或电压值时可用试触法判断是否超过量程
1. 某同学在做“用电压表和电流表测导体电阻”的实验时,自己设计了一个实验电路,如图所示,他无法判断甲、乙两位置应用电压表还是电流表。你认为应当( )
A.甲用电压表,乙用电流表
B.甲、乙都用电流表
C.甲用电流表,乙用电压表
D.甲、乙都用电压表
2. 下列电路中,当开关闭合后,电流表和电压表能显示L2的电流值和电压值的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图甲所示的电路,电源电压为4.5V。当开关S断开时,若A、B是电流表,两表偏转的角度均如图乙所示。(1)流过R1的电流为 A。
(2)闭合开关S后,若A、B是电压表,A测的是 的电压。
4. 同学们用老师准备的配套器材,分组开展实验研究串联电路,某组的实验过程中:
(1)根据图A连接电路时发生了错误,图B为该组同学连接的实物图。闭合电键,所有元件均完好且接触良好,发现L1 (发光/不发光),L2 (发光/不发光)。
(2)正确连接电路后,用电压表测量电源两端的电压时,应把电压表与电源 (串联/并联)。
(3)若电压表的示数如图C所示,此时电源两端电压的大小为 V。
5. 如图所示的电路中a、b是电表,闭合开关要使电灯发光,则( )
A.a、b都是电流表
B.a、b都是电压表
C.a是电流表,b是电压表
D.a是电压表,b是电流表
6. 关于电流表和电压表的使用,下列说法错误的是( )
A.使用前都应检查指针是否指零
B.接入电路时,电压表与用电器并联,电流表与用电器串联
C.若有两个量程,一般都先用大量程“试触”
D.两表都不能将两接线柱直接接到电源的两极上
7. 如图所示电路,甲、乙分别为电压表或电流表,闭合开关后两个灯泡都能发光,则电表甲和乙分别是( )
A.都是电压表
B.都是电流表
C.甲是电流表,乙是电压表
D.甲是电压表,乙是电流表
8. 如图所示电路的电源电压保持不变,将开关S1和S2都闭合,两灯均正常发光。下列判断正确的是( )
A.灯L1和灯L2是串联连接的
B.电压表能测量灯L2的电压
C.断开开关S2后灯L1会熄灭
D.电流表测量灯L1的电流
9. 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
10. 如图所示,小明将A、B两金属片间隔一定距离插入柠檬中制成“柠檬电池”,并用电压表测量其电压的情景,下列分析正确的是( )
A.“柠檬电池”是把电能转化为化学能
B.通过金属片B的电流比通过金属片A的大
C.柠檬内没有电流通过
D.“柠檬电池”的正极是金属片B
11. 丰收季节,科学项目化学习小组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,利用铜片、锌片做电极的水果电池(图1)和电压传感器(精密电压测量仪)等器材进行实验。数据记录如表:
实验组别
水果种类
电极插入深度/cm
电极之间距离/cm
测得电压/V
1
哈密瓜
1.0
2.0
0.884
2
哈密瓜
1.0
4.0
0.885
3
哈密瓜
1.0
6.0
0.886
4
苹果
1.0
2.0
1.000
5
苹果
1.5
2.0
1.010
6
苹果
2.0
2.0
1.012
(1)图1中两极板为铜—锌的苹果电池的电压为 V。
(2)为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,应选用实验 (填组别)进行对比。
(3)利用本次实验中的水果电池得到电压为3V的电源,有效的措施是 。
(4)发光二极管是一种特殊的电子元件,在电路中用表示。当电流由正极经过发光二极管流向负极时,发光二极管发光;当电流由负极流入时,此时电路相当于断路,发光二极管不会发光。小科使用图1所示的水果电池和一红一绿两个发光二极管设计了一种变光指示灯。当铜片接P端,锌片接Q端时发红光;当铜片接Q端,锌片接P端时发绿光,则该变光指示灯的内部结构可能是下列中的 。(填字母)
A.B.C.D.
12. 小明在实验室里连接了如图所示的电路,对此电路的认识,正确的是( )
A.小灯泡并联,电压表测电源电压
B.小灯泡串联,电压表测L2的电压
C.若灯L1短路,则电压表示数为零
D.若灯L2短路,则电压表示数为3V
13. 如图所示的电路中,各个元件均为实验室常用器材,当开关闭合后,下列说法中正确的是( )
A.两表指针均有明显偏转
B.两表指针均几乎不动
C.电流表指针有明显偏转,电压表指针几乎不动
D.电压表指针有明显偏转,电流表指针几乎不动
14. 分析复杂的电路中各用电器的连接关系时,为了将电路简化,通常先把电路中的电流表和电压表进行简单化处理,电压表可看作 (填“断路”或“导线”),图1中电压表 示数(填“有”或“无”),图2中闭合开关将发生 短路(选填“电源”或“用电器”)。
15. 如图为实验室常用的电压表内部结构示意图,线圈通过导线与接线柱相连。
(1)当线圈中有电流通过时,指针发生偏转,其原理是 。
(2)该电压表有两个量程,若使用小量程,则应把导线接在图中 两个接线柱上。(填字母)
▌题型02 串并联电路电压特点
连 接
规 律
串联电路(两个电阻)
并联电路(两个电阻)
电压规律
串联电路中电路两端总电压,等
于各部分电压之和
并联电路中各支路两端的电压相等,
都等于总电压。
表达式
U=U1+U2+……
U=U1=U2=……
16. 如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5安,电流表A1的示数为0.3安,下列说法正确的是( )
A.L1与L2串联
B.开关S只控制L1
C.L1、L2两端的电压相等
D.L1,L2的电流分别是0.2安、0.3安
17. 实践小组开展“彩灯带设计”实践活动。已知每个彩灯泡正常工作时的电压为11V,每条短灯带由若干个彩灯泡串联而成,如图甲所示。
(1)为使短灯带能在220V的电压下正常工作,则一条短灯带需要串联 个彩灯泡。
(2)为使短灯带更亮,小组同学又并联了同样的多条短灯带。当其中一条灯带断路后,另一条灯带的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
(3)为实现闪烁效果,小组同学用闪泡(结构如图乙)进行改进。已知常温下金属片2与金属片1接触,升温后发生形变就与金属片1断开,温度降低又恢复原状。连接电路时应选择a、b、c中的 (填字母)两个接线柱。
18. 如图所示的电路图,开关S接到a时,电压表示数为9V,开关S接到b时,电压表示数为4V,下列说法不正确的是( )
A.电源电压为9V
B.灯L1两端的电压为4V
C.灯L2两端的电压为4V
D.灯L1和灯L2的总电压为9V
19. 小明按如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
20. 如图所示,电源电压不变,当变阻器的滑片P向右移动时,三只电表的读数变化情况( )
A.V2增大,V1不变,A不变
B.V2增大,V1减小,A减小
C.V2减小,V1增大,A增大
D.V2为零,V1增大,A增大
21. 在探究“串联电路各部分电压之间关系”的实验中,小科设计了图甲所示的电路,电源电压保持不变。
(1)闭合开关S,电压表V1的示数如图乙所示,此时R1两端的电压U1= V。
(2)不拆接电压表,利用该电路测量电源电压U总的方法是: ,并读出电压表V1的示数,即为电源电压。
(3)在逐渐移动变阻器滑片P的过程中,两电压表的示数变化规律为: 。
22. 探究“串联、并联电路中电流、电压的关系”实验时,实验用的两个灯泡L1、L2上分别标有“2.5V”和“3.8V”字样。
(1)研究串联电路时,连接了如图甲所示的电路。闭合开关,两灯均不发光。将电压表并联在灯泡L1的两端,看到电压表有示数且接近电源电压,则电路故障可能是 。
(2)研究并联电路时,连接了如图乙所示的电路。闭合开关前,检查发现电路连接有误,但只要改动一根导线即可。请在要改动的这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接正确。
(3)在测量串联电路电流时,某同学分别测得A、B处的电流并记录于表,测量C处电流时,示数如图丙所示。则在表“?”处应该填写 。
物理量电流(A)
物理量
串联电路
IA=0.17
IB=0.18
lC=?
在用乙图,研究并联电路时,电源电压应该 。
23. 海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是( )
A. B.
C. D.
24. 某小组用两个不同规格的小灯泡L1、L2按如图所示电路“探究串联电路中的电压关系”。闭合开关后,用电压表分别测量Uab、Ubc、Uac三处电压。关于在实验过程中出现的情况,下列说法正确的是( )
A.测出Uab间电压后,保持b不动,将a改接到c,就可以测出Ubc
B.若实验时电压表示数Uab=Uac≠0,可能是a、b之间发生了断路
C.若实验时两盏灯均不亮,一定是a、b间断路了
D.测ac间电压时电压表的偏转角度一定是测ab间电压表偏转角度的2倍
25. “探究串联电路的电压关系”的实验电路如图乙所示。
UAB/V
2.5
UBC/V
1.8
UAC/V
4.3
(1)检查电压表时,发现电压表指针如图甲所示,实验中存在的问题是 。
(2)小明根据图乙连接好电路,闭合开关,电压表示数如图丙所示,该电压表读数为 ,为了使实验结果更准确,接下来他应该 。
(3)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:串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。同组的小红认为他的实验还需要改进,改进方法是 。
26. 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)为提高测量准确度,应把导线a接到电压表标有 (填“3”或“15”)的接线柱上。
(2)闭合开关后,电压表指针偏转如图乙所示,此时小灯泡L1两端电压为 V。
(3)用电压表测量小灯泡L2两端的电压,电压表示数仍为如图乙所示。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: 。
(4)小科保留电池、开关和灯泡,借助铅笔芯及可移动的回形针,设计并制作一个模拟调光灯(如图丙所示)。请你评价该模拟调光灯并说明理由。 。
27. 小蛟和小川探究“并联电路电压的关系”时,小蛟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)小川一眼就看出了小蛟连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现 (填“断路”或“短路”)现象,小灯泡都不会亮,还可能造成滑动变阻器被损坏;
(2)小川只更改跟 L1L2 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,他的做法可能是 (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的示数如图2所示,则电压表V的示数是 V;
(4)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(填“左”或“右”),该实验的结论是 。
28. 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 。
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3.3 电压
题型01 电压及其测量
题型02 串并联电路电压特点
▌题型01 电压及其测量
1、电压表
(1)作用:测量电路两端电压的大小。
(2)符号:
(3)量程:常用的电压表有三个接线柱(“-”“3”和“15”),两个量程(0~ 3伏和0~ 15伏)。
(4)读数方法:
①确认所用电压表的量程。
②确认刻度盘上每个大格和每个小格表示的电压值。如图使用的量程为0~3伏,每一大格表示的电压值为1伏,每一小格表示的电压值为0.1伏。
③由指针所指的大格和小格的位置,读出电压表的示数。
注:电压表可以直接连到电源两极,测出电源的电压。电压表相当于一段断开的导线,不会对所测的电路产生影响。
2、电压表的使用规则
(1)首先要调零,明确电压表的量程和最小刻度。
(2)正确选择电压表的量程,被测电压不要超过所选量程。
(3)电压表要并联在被测电路两端。
(4)把电压表的“+”接线柱接在与电源正极相连的那端,“-”接线柱接在与电源负极相连的那端。
(5)电压表可直接连到电源的正、负极上测量电源电压(电压表电阻极大,此处相当于开路)。
3、电压表与电流表的比较
电压表
电流表
用途
测量电路两端的电压
测量电路中的电流
符号
连接方法
并联在被测电路的两端
串联在被测电路中
与电源相接
能够直接并联在电源两极上
绝对不允许不经过用电器直接连到电源两极上
相同点
使用前要调节指针指在零刻线处,弄清量程、最小刻度值;使用时都要选择合适的量程,都要待指针稳定后再读数;不能估计出电流值或电压值时可用试触法判断是否超过量程
1. 某同学在做“用电压表和电流表测导体电阻”的实验时,自己设计了一个实验电路,如图所示,他无法判断甲、乙两位置应用电压表还是电流表。你认为应当( )
A.甲用电压表,乙用电流表
B.甲、乙都用电流表
C.甲用电流表,乙用电压表
D.甲、乙都用电压表
【解答】解:A.若甲为电压表,乙为电流表,电阻R2被短路,故A不符合题意;
B.若甲、乙都为电流表,在电路中,电流表相当于导线,则电源短路,故B不符合题意;
C.若甲为电流表,乙为电压表,则R1、R2并联,电流表测通过R2的电流,电压表测电源电压,故C符合题意;
D.若甲、乙都为电压表,则电阻R2断路,故D不符合题意。
故选:C。
2. 下列电路中,当开关闭合后,电流表和电压表能显示L2的电流值和电压值的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、图中两灯串联,电压表与灯L1串联,电流表与灯L1并联,电流表和电压表不能显示L1的电流值和电压值,故A错误;
B、图中两灯串联,电压表与灯L2串联,电流表与灯L2并联,电流表和电压表不能显示L1的电流值和电压值,故B错误;
C、图中两灯并联,电压表测量并联电路的电压,可以显示L2的电压值,电流表与灯L2串联,能显示L2的电流值,故C正确;
D、图中两灯并联,电压表测量并联电路的电压,电流表串联在干路上,当开关闭合时,电流表测干路电流表,电压表测量电源电压,故D错误。
故选:C。
3. 如图甲所示的电路,电源电压为4.5V。当开关S断开时,若A、B是电流表,两表偏转的角度均如图乙所示。(1)流过R1的电流为 A。
(2)闭合开关S后,若A、B是电压表,A测的是 的电压。
【解答】解:(1)当开关S断开,A、B均为电流表时,两电阻并联,电流表A测通过R2支路的电流,电流表B测干路电流,
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以电流表A的示数一定小于电流表B的示数,又因为两表偏转的角度相同,所以电流表A的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.5A,即流过电阻R2的电流为I2=0.5A,电流表B的量程为0~3A,分度值为0.1A,示数为2.5A,即干路电流I=2.5A,
流过R1的电流为:I1=I﹣I2=2.5A﹣0.5A=2A。
(2)当开关S闭合,A、B两表为电压表时,两电阻串联,A电压表测电源电压,B电压表测R2两端电压。
故答案为:(1)2;(2)电源。
4. 同学们用老师准备的配套器材,分组开展实验研究串联电路,某组的实验过程中:
(1)根据图A连接电路时发生了错误,图B为该组同学连接的实物图。闭合电键,所有元件均完好且接触良好,发现L1 (发光/不发光),L2 (发光/不发光)。
(2)正确连接电路后,用电压表测量电源两端的电压时,应把电压表与电源 (串联/并联)。
(3)若电压表的示数如图C所示,此时电源两端电压的大小为 V。
【解答】解:(1)观察实物图B会发现,小灯泡L2没有连接到电路中,故小灯泡L1 发光,L2不发光;
(2)用电压表测量电源两端的电压时,应该把电压表与电源并联;
(3)如图所示电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压表的示数为2.8V。
故答案为:(1)发光;不发光;(2)并联;(3)2.8。
5. 如图所示的电路中a、b是电表,闭合开关要使电灯发光,则( )
A.a、b都是电流表
B.a、b都是电压表
C.a是电流表,b是电压表
D.a是电压表,b是电流表
【解答】解:由图可知,表a与灯泡串联,表b与灯泡并联,根据电流表和电压表的使用规则可知,与灯泡串联的是电流表,与灯泡并联的是电压表,所以表a是电流表,表b是电压表;
若两表都是电流表,则由于电流表b与灯泡并联,此时会造成灯泡短路,灯泡不发光,同时由于电流表直接接在电源两极上,电流过大会烧坏电源和电流表;
若两表都是电压表,则由于电压表a与灯泡串联,此时灯泡不发光,而电压表a会有明显的示数;
若表a是电压表,表b是电流表,则电流表b会造成灯泡和电压表a都被短路,不仅灯泡不发光,而且还会烧坏电源和电流表。
故选:C。
6. 关于电流表和电压表的使用,下列说法错误的是( )
A.使用前都应检查指针是否指零
B.接入电路时,电压表与用电器并联,电流表与用电器串联
C.若有两个量程,一般都先用大量程“试触”
D.两表都不能将两接线柱直接接到电源的两极上
【解答】解:A、电流表和电压表在使用前都应检查指针是否对准零刻度线,否则测量读数会产生起点误差,故A正确;
B、电流表测量电流时应与被测用电器串联,电压表测量电压时应与被测用电器并联,故B正确;
C、若电表有两个量程,为防被测值超过小量程而损坏电表,一般先用大量程试触,再根据指针偏转选择合适量程,故C正确;
D、电流表电阻很小,直接接到电源两极会形成短路而烧坏电表,所以电流表不能直接接在电源两极上;但电压表电阻很大,可以直接接在电源两极上测电源电压,故D错误。
故选:D。
7. 如图所示电路,甲、乙分别为电压表或电流表,闭合开关后两个灯泡都能发光,则电表甲和乙分别是( )
A.都是电压表
B.都是电流表
C.甲是电流表,乙是电压表
D.甲是电压表,乙是电流表
【解答】解:由图可知,甲如果是电流表,灯L1会被短路,所以甲为电压表;
乙如果是电压表,则电路断路,所以乙为电流表,此时两灯并联,闭合开关后两个灯泡都能发光。
故选:D。
8. 如图所示电路的电源电压保持不变,将开关S1和S2都闭合,两灯均正常发光。下列判断正确的是( )
A.灯L1和灯L2是串联连接的
B.电压表能测量灯L2的电压
C.断开开关S2后灯L1会熄灭
D.电流表测量灯L1的电流
【解答】解:A.由电路图可知,当开关S1和S2都闭合时,电流从电源正极流出,经过开关S1和电流表后,分为两条支路,一条支路经过灯L1,另一条支路经过开关S2和灯L2,然后两条支路的电流汇合回到电源负极,即电流有两条路径,所以灯L1和灯L2是并联的,故A错误;
B.电压表并联在灯L2两端,也并联在灯L1两端,同时还并联在电源两端,根据并联电路的电压特点,电压表能测量灯L2的电压,也能测量灯L1的电压和电源电压,故B正确;
C.当断开开关S2时,灯L2所在支路断路,但灯L1所在支路仍然是通路,电流可以通过开关S1、电流表和灯L1回到电源负极,所以灯L1不会熄灭,故C错误;
D.由电路图可知,电流表串联在干路中,测量的是干路电流,即测量的是通过灯L1和灯L2的电流之和,而不是只测量灯L1的电流,故D错误。
故选:B。
9. 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
【解答】解: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;
B.电压表选用0~3V测量范围,分度值为0.1V,示数为0.4V,故B正确;
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;
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。
故选:D。
10. 如图所示,小明将A、B两金属片间隔一定距离插入柠檬中制成“柠檬电池”,并用电压表测量其电压的情景,下列分析正确的是( )
A.“柠檬电池”是把电能转化为化学能
B.通过金属片B的电流比通过金属片A的大
C.柠檬内没有电流通过
D.“柠檬电池”的正极是金属片B
【解答】解:A、“柠檬电池”提供电能时,发生化学反应,将化学能转化为电能,故A错误;
BC、金属片A、B与柠檬组成串联电路,根据串联电路电流处处相等的特点,通过金属片B的电流和通过金属片A的电流大小相等,有电流通过柠檬,故BC错误;
D、电压表使用时,电流从正接线柱流入、负接线柱流出,指针正向偏转,由图知,电压表正接线柱接B,所以“柠檬电池”的正极是金属片B,故D正确。
故选:D。
11. 丰收季节,科学项目化学习小组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,利用铜片、锌片做电极的水果电池(图1)和电压传感器(精密电压测量仪)等器材进行实验。数据记录如表:
实验组别
水果种类
电极插入深度/cm
电极之间距离/cm
测得电压/V
1
哈密瓜
1.0
2.0
0.884
2
哈密瓜
1.0
4.0
0.885
3
哈密瓜
1.0
6.0
0.886
4
苹果
1.0
2.0
1.000
5
苹果
1.5
2.0
1.010
6
苹果
2.0
2.0
1.012
(1)图1中两极板为铜—锌的苹果电池的电压为 V。
(2)为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,应选用实验 (填组别)进行对比。
(3)利用本次实验中的水果电池得到电压为3V的电源,有效的措施是 。
(4)发光二极管是一种特殊的电子元件,在电路中用表示。当电流由正极经过发光二极管流向负极时,发光二极管发光;当电流由负极流入时,此时电路相当于断路,发光二极管不会发光。小科使用图1所示的水果电池和一红一绿两个发光二极管设计了一种变光指示灯。当铜片接P端,锌片接Q端时发红光;当铜片接Q端,锌片接P端时发绿光,则该变光指示灯的内部结构可能是下列中的 。(填字母)
A.B.C.D.
【解答】解:(1)图中电压表的分度值是0.1V,示数为0.6V。
(2)探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,应控制水果的种类和插入的深度相同,改变电极之间的距离,故应该选择1、2、3进行对比。
(3)若要得到更高的电压,可以将五组水果电池串联起来。
(4)AB、串联电路的各个用电器相互影响,两个二极管串联,始终有一个二极管处于截止状态,电路不导通,故AB不符合题意;
CD、两个二极管并联,电压相同,当铜片接P端,锌片接Q端时发红光;当铜片接Q端,锌片接P端时发绿光,只有C符合题意,D不符合题意。
故选:C。
故答案为:(1)0.6;(2)1、2、3;(3)将五组水果电池串联起来;(4)C。
12. 小明在实验室里连接了如图所示的电路,对此电路的认识,正确的是( )
A.小灯泡并联,电压表测电源电压
B.小灯泡串联,电压表测L2的电压
C.若灯L1短路,则电压表示数为零
D.若灯L2短路,则电压表示数为3V
【解答】解:
AB、由实物电路可知,电流从电源正极出发,依次经过开关、灯泡L1、灯泡L2,最后回到负极,电压表并联在L2两端,所以电压表测量的是L2的电压,两灯泡串联,故 A错误,B正确;
C、若灯L1短路,则电压表测量的是电源电压,所以其示数为3V,故C错误;
D、若灯L2短路,则电压表相当测量导线电压,所以其示数0V,故D错误;
故选:B。
13. 如图所示的电路中,各个元件均为实验室常用器材,当开关闭合后,下列说法中正确的是( )
A.两表指针均有明显偏转
B.两表指针均几乎不动
C.电流表指针有明显偏转,电压表指针几乎不动
D.电压表指针有明显偏转,电流表指针几乎不动
【解答】解:由于电压表的电阻很大,当它串联使用时,电路中的电流很小,故电流表的指针几乎不动,但电压表是有示数的,接近于电源电压,故D正确,ABC错误。
故选:D。
14. 分析复杂的电路中各用电器的连接关系时,为了将电路简化,通常先把电路中的电流表和电压表进行简单化处理,电压表可看作 (填“断路”或“导线”),图1中电压表 示数(填“有”或“无”),图2中闭合开关将发生 短路(选填“电源”或“用电器”)。
【解答】解:电压表的电阻特别大,电压表可看作断路;
图1中电压表串联接入电路中,测量的是电源电压,所以电压表有示数;
图2中闭合开关,灯泡L1被短路,即发生用电器短路。
故答案为:断路;有;用电器。
15. 如图为实验室常用的电压表内部结构示意图,线圈通过导线与接线柱相连。
(1)当线圈中有电流通过时,指针发生偏转,其原理是 。
(2)该电压表有两个量程,若使用小量程,则应把导线接在图中 两个接线柱上。(填字母)
【解答】解:(1)当线圈中有电流通过时,指针因受磁场的力的作用而发生偏转,所以其原理是:通电导体在磁场中会受力的作用;
(2)电压表有两个量程,指针指在电压表同一位置时,所以测得电压不同,但指针偏转角度相同,即该线圈受到磁场力的作用相等,而磁场没有发生改变,说明通过的电流相同,
由I知,所测电压小时,电路电阻较小,所测电压大时,电路电阻较大,由图可知,若使用小量程,应把导线接在图中A、B两个接线柱上。
故答案为:(1)通电导体在磁场中会受力的作用;(2)A、B。
▌题型02 串并联电路电压特点
连 接
规 律
串联电路(两个电阻)
并联电路(两个电阻)
电压规律
串联电路中电路两端总电压,等
于各部分电压之和
并联电路中各支路两端的电压相等,
都等于总电压。
表达式
U=U1+U2+……
U=U1=U2=……
16. 如图所示的实验电路,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5安,电流表A1的示数为0.3安,下列说法正确的是( )
A.L1与L2串联
B.开关S只控制L1
C.L1、L2两端的电压相等
D.L1,L2的电流分别是0.2安、0.3安
【解答】解:A、由图知,两灯并联,电流表A测干路电流,电流表A1测L1支路的电流,故A不符合题意;
B、因为开关S在干路中,所以开关S控制整个电路,故B不符合题意;
C、在并联电路中,各支路两端的电压相等,因此L1、L2两端的电压相等,故C符合题意;
D、电流表A的示数为0.5安,即干路电流I=0.5A,电流表A1的示数为0.3安,即通过L1的电流I1=0.3A,根据并联电路电流的规律可得通过L2的电流I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A,故D不符合题意。
故选:C。
17. 实践小组开展“彩灯带设计”实践活动。已知每个彩灯泡正常工作时的电压为11V,每条短灯带由若干个彩灯泡串联而成,如图甲所示。
(1)为使短灯带能在220V的电压下正常工作,则一条短灯带需要串联 个彩灯泡。
(2)为使短灯带更亮,小组同学又并联了同样的多条短灯带。当其中一条灯带断路后,另一条灯带的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
(3)为实现闪烁效果,小组同学用闪泡(结构如图乙)进行改进。已知常温下金属片2与金属片1接触,升温后发生形变就与金属片1断开,温度降低又恢复原状。连接电路时应选择a、b、c中的 (填字母)两个接线柱。
【解答】解:(1)在串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和。已知每个彩灯正常工作电压U0=11V,总电压U=220V,则需要串联的彩灯个数为:n20。
(2)多条相同的灯带是并联关系,各支路两端的电压都等于电源电压。当其中一条灯带断路后,另一条灯带两端的电压仍等于电源电压,其电阻也不变,根据P可知,其实际功率不变,所以亮度不变。
(3)a、c两个接线柱接入电路,金属片2与金属片1接触,电流通过灯丝,使灯丝发光,升温后发生形变,金属片2与金属片1断开,灯丝不发光,温度降低又恢复原状,由此可以使灯丝不断闪烁,因此应选择a、c两个接线柱。
故答案为:(1)20;(2)不变;(3)a、c。
18. 如图所示的电路图,开关S接到a时,电压表示数为9V,开关S接到b时,电压表示数为4V,下列说法不正确的是( )
A.电源电压为9V
B.灯L1两端的电压为4V
C.灯L2两端的电压为4V
D.灯L1和灯L2的总电压为9V
【解答】解:当开关S接到a时,两灯泡串联,电压表测电源的电压,即电源的电压U=9V,故AD正确;
当开关接到b时,两电阻仍然串联,电压表测L2两端的电压,即灯L2两端的电压U2=4V,故C正确;
∵串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和,
∴灯L1两端的电压U1=U﹣U2=9V﹣4V=5V,故B错误。
故选:B。
19. 小明按如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
【解答】解:A、电路完好时,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,并且电源两端电压为10V,故A错误;
D、电路完好时,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,V2用的是小量程,则灯L2两端电压为2V,故B错误。
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正确;
B、若L2短路,V1测量电源电压,V2示数为零,故D错误;
故选:C。
20. 如图所示,电源电压不变,当变阻器的滑片P向右移动时,三只电表的读数变化情况( )
A.V2增大,V1不变,A不变
B.V2增大,V1减小,A减小
C.V2减小,V1增大,A增大
D.V2为零,V1增大,A增大
【解答】解:∵当变阻器的滑片P向右移动时,电路为R1与滑动变阻器的最大阻值串联,
∴电路中的总电阻不变,
∵I,
∴电路中的电流不变,即电流表的示数不变;
∵U=IR,
∴R1两端的电压不变,即电压表V1的示数不变;
∴变阻器的滑片P向右移动时,电压表V2所测电阻变大,即电压表示数变大。
故选:A。
21. 在探究“串联电路各部分电压之间关系”的实验中,小科设计了图甲所示的电路,电源电压保持不变。
(1)闭合开关S,电压表V1的示数如图乙所示,此时R1两端的电压U1= V。
(2)不拆接电压表,利用该电路测量电源电压U总的方法是: ,并读出电压表V1的示数,即为电源电压。
(3)在逐渐移动变阻器滑片P的过程中,两电压表的示数变化规律为: 。
【解答】解:(1)闭合开关S,电压表V1的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,此时R1两端的电压U1=1.6V。
(2)电压表与待测电路并联,且电流从电压表正接线柱流入,不拆接电压表,利用该电路测量电源电压U总的方法是:将电压表V1的右接线柱与开关的右接线柱相连,并读出电压表V1的示数,即为电源电压。
(3)因串联电路的电压等于部分电路两端的电压之和,故在逐渐移动变阻器滑片P的过程中,两电压表的示数变化规律为:V1的示数变化量的绝对值与V2的示数变化量的绝对值相等。
故答案为:(1)1.6;(2)将电压表V1的右接线柱与开关的右接线柱相连;(3)V1的示数变化量的绝对值与V2的示数变化量的绝对值相等。
22. 探究“串联、并联电路中电流、电压的关系”实验时,实验用的两个灯泡L1、L2上分别标有“2.5V”和“3.8V”字样。
(1)研究串联电路时,连接了如图甲所示的电路。闭合开关,两灯均不发光。将电压表并联在灯泡L1的两端,看到电压表有示数且接近电源电压,则电路故障可能是 。
(2)研究并联电路时,连接了如图乙所示的电路。闭合开关前,检查发现电路连接有误,但只要改动一根导线即可。请在要改动的这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将图乙中的电路连接正确。
(3)在测量串联电路电流时,某同学分别测得A、B处的电流并记录于表,测量C处电流时,示数如图丙所示。则在表“?”处应该填写 。
物理量电流(A)
物理量
串联电路
IA=0.17
IB=0.18
lC=?
在用乙图,研究并联电路时,电源电压应该 。
【解答】解:(1)闭合开关两灯均不发光,故电路中存在断路,当电压表并联在L1两端时,电压表示数接近电源电压,由此可知电压表与电源所构成的封闭回路中没有断路现象,所以断路发生在灯泡L1;
(2)由图可知,当开关闭合时,电源会短路;要使两灯并联,应改动L1、L2的四个接线柱的连线,如图所示:
;
(3)图丙中电流表选用的是0∼0.6A量程,分度值为0.02A,指针指在0.18A处。在串联电路中,各处电流相等,即IA=IB=IC。表格中IA=0.17A,IB=0.18A,考虑到实验误差,C处电流应填写0.18A。
在图乙中研究并联电路时,由于L1的额定电压为2.5V,L2的额定电压为3.8V,为了保证灯泡不被烧坏且能正常发光,电源电压应取两者中较小的额定电压,即不超过2.5V。
故答案为:(1)L1断路;
(2);
(3)0.18;不超过2.5V。
23. 海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。下列电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、A图中AB和R0串联,电压表测电源两端电压;由于电源电压不变,所以电压表示数不变,故A错误;
B、B图中AB和R0串联,电压表测AB两端电压;海水浓度越大,AB间电阻越小,根据串联分压原理,其分担的电压越小,即电压表的示数越小,故B错误;
C、图中AB和R0并联,电流表干路中的电流,电源电压恒定,电阻R0不变,根据I0 得I0不变;海水盐浓度越大,其导电性越好,电阻越小,根据欧姆定律可知,通过海水的电流变大,根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流变大,电流表示数变大,故C正确;
D、图中AB和R0并联,电流表测量定值电阻R0的电流,电源电压恒定,电阻R0不变,根据I0 得I0不变,即电流表示数不变,故D错误。
故选:C。
24. 某小组用两个不同规格的小灯泡L1、L2按如图所示电路“探究串联电路中的电压关系”。闭合开关后,用电压表分别测量Uab、Ubc、Uac三处电压。关于在实验过程中出现的情况,下列说法正确的是( )
A.测出Uab间电压后,保持b不动,将a改接到c,就可以测出Ubc
B.若实验时电压表示数Uab=Uac≠0,可能是a、b之间发生了断路
C.若实验时两盏灯均不亮,一定是a、b间断路了
D.测ac间电压时电压表的偏转角度一定是测ab间电压表偏转角度的2倍
【解答】解:
A、测出Uab间电压后,保持b不动,将a改接到c,此时电压表的正负接线柱接反了,不能测量出电压,故A错误;
B、当a、b之间发生断路时,电压表接在ab间时,电压表测量的是电源电压,有示数;电压表接在ac间时,电压表也测量电源电压,有示数,故B正确;
C、两灯串联,若实验时两盏灯均不亮,可能是a、b间断路了,也可能是b、c间断路,故C错误;
D、若两个灯泡的规格是不同的,则两个灯泡分担的电压可能不同,测ac间电压时电压表的偏转角度不一定是测ab间电压表偏转角度的2倍,故D错误。
故选:B。
25. “探究串联电路的电压关系”的实验电路如图乙所示。
UAB/V
2.5
UBC/V
1.8
UAC/V
4.3
(1)检查电压表时,发现电压表指针如图甲所示,实验中存在的问题是 。
(2)小明根据图乙连接好电路,闭合开关,电压表示数如图丙所示,该电压表读数为 ,为了使实验结果更准确,接下来他应该 。
(3)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:串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。同组的小红认为他的实验还需要改进,改进方法是 。
【解答】解:(1)由图甲知电压表指针没有指在零刻度线上,使用前电压表未调零,则接下来的操作是将电压表指针调零;
(2)电压表的示数如图丙所示,电压表分度值0.5V,其示数为2V;
根据图中电压表所示情况可知,电压表的指针偏转角度太小,误差过大,所以接下来要断开开关,换用0~3V的量程重新做实验;
(3)小明根据一组实验数据就得出串联电路中电压的规律,得出的结论有偶然性,为得出普遍性的结论,要更换不同规格的小灯泡进行多次实验。
故答案为:(1)使用前电压表未调零;(2)2V;断开开关,换用0~3V的量程重新做实验;(3)更换不同规格的小灯泡进行多次实验。
26. 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)为提高测量准确度,应把导线a接到电压表标有 (填“3”或“15”)的接线柱上。
(2)闭合开关后,电压表指针偏转如图乙所示,此时小灯泡L1两端电压为 V。
(3)用电压表测量小灯泡L2两端的电压,电压表示数仍为如图乙所示。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: 。
(4)小科保留电池、开关和灯泡,借助铅笔芯及可移动的回形针,设计并制作一个模拟调光灯(如图丙所示)。请你评价该模拟调光灯并说明理由。 。
【解答】解:(1)电源电压为3V,为提高测量准确度,应把导线a接到电压表标有3的接线柱上。
(2)闭合开关后,电压表指针偏转如图乙所示,分度值为0.1V,此时小灯泡L1两端电压为 2.9V。
(3)用电压表测量小灯泡L2两端的电压,电压表示数仍为如图乙所示。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:并联电路各支路电压相等。
(4)小科保留电池、开关和灯泡,借助铅笔芯及可移动的回形针,设计并制作一个模拟调光灯。请你评价该模拟调光灯并说明理由。因铅笔的电阻较小,在移动过程中,分得的电压较小,可能导致灯的电压变化较小,故灯的亮度变化较小。
故答案为:(1)3;(2)2.9;(3)并联电路各支路电压相等;(4)见解析。
27. 小蛟和小川探究“并联电路电压的关系”时,小蛟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)小川一眼就看出了小蛟连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现 (填“断路”或“短路”)现象,小灯泡都不会亮,还可能造成滑动变阻器被损坏;
(2)小川只更改跟 L1L2 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,他的做法可能是 (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的示数如图2所示,则电压表V的示数是 V;
(4)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(填“左”或“右”),该实验的结论是 。
【解答】解:(1)由图知,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)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0~3V,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)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。该实验的结论是并联电路各支路两端电压相等。
故答案为:(1)短路;(2)将①的一端从接线柱C改接到D;(3)2.5;(4)左;并联电路各支路两端电压相等。
28. 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 。
【解答】解:(1)由图知,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)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0~3V,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)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。该实验的结论是并联电路各支路电压相同。
故答案为:(1)短路;(2)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)2.5;(4)移动滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压;左;并联电路各支路电压相同。
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