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4.5 电压的测量(2)
一、单选题
1.用电压表测量电压时,发现指针偏到零刻度的左侧了,其原因是( )。
A. 电压表的正、负接线柱接反了 B. 电压表的量程太大了
C. 电压表的量程太小了 D. 电压表未经用电器直接接在电源两端
2.图甲所示电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A. 8 V 2 V B. 10 V 2 V C. 2 V 8 V D. 2 V 10 V
3.如图所示的串联和并联电路,两个灯泡阻值不等,开关S闭合,关于电路中的电流或电压关系,下列说法正确的是( )
A.甲电路中,U=U1=U2
B.甲电路中,U>U1=U2
C.乙电路中,I=I1+ I2
D.乙电路中,I>I1=I2
4.如图所示电路,闭合开关S,小灯泡L1、L2都不发光;将电压表并联在L1两端,测得电压为0V;将电压表并联在L2两端,测得电压为3V。则电路故障原因可能是( )
A. L1短路 B. L2短路 C. L1断路 D. L2断路
5.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。由于电阻R1、R2可能出现了故障,开关S闭合后,电压表无示数。现将电压表并联在电阻R2两端,下列判断中正确的是( )
A. 若电压表有示数,则一定是电阻R1短路
B. 若电压表有示数,则一定是电阻R2断路
C. 若电压表无示数,则可能是电阻R1断路、R2断路
D. 若电压表无示数,则可能是电阻R1断路、R2短路
6.闭合开关S,灯L亮,一段时间后灯L熄灭。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。现将一只完好的电压表并联在灯L两端,则( )
A. 若电压表无示数,则一定是R断路 B. 若电压表无示数,则一定是L短路
C. 若电压表有示数,则一定是R短路 D. 若电压表有示数,则一定是L断路
7.如图电路中R1>R2 , 开关闭合,电压表V的示数为6 V,电压表V1的示数( )
A. 等于6 V B. 大于3 V C. 等于3 V D. 小于3 V
8.如图所示,在探究串联电路中电压的规律时,小雨同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=3 V,Ubc=3 V,Uac=6 V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A. 整理器材,分析数据,得出结论
B. 对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
C. 改变电源电压,再测出几组电压值
D. 换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
9.如图所示,在探究“串联电路电压的关系”时,闭合开关S后,电压表V1的示数是2.5 V,V2的示数是3.8 V,则电压表V3的示数是( )
A. 1.3 V B. 2.5 V C. 3.8 V D. 6.3 V
10.如图所示,a、b、c表示电流表或电压表。当S1、S2都闭合时,若要使电路能正常工作,则下列说法正确的是( )
A. a、b、c都是电流表
B. a、b、c都是电压表
C. a、b是电压表,而c是电流表
D. b、c是电流表,而a是电压表
11.如图所示各电路图中,闭合开关后,电压表能测灯L1两端电压的是( )
A. B. C. D.
12.某同学连接的电路如图所示,闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,灯泡L1、L2都不亮。他用电压表进行电路故障检测,把电压表并联接在某亮点之间,测试结果如表所示,则可以判定电路总故障的是( )
测试点 a、b a、f a、e a、d
电压表 有示数 有示数 有示数 无示数
A. 灯泡L1短路 B. 灯泡L2短路 C. de段开路 D. be段开路
13.如图所示的电路闭合开关后,两灯都正常发光,但L1比L2亮,则( )
A. V1示数大于V2示数 B. V1示数小于V2示数
C. 若一导线接在L1两端,则L1不亮,L2仍正常发光 D. 若一导线接在L1两端,则电源短路
二、填空题
14.如图是常用手电筒的剖面图,筒内每节干电池的电压为1.5 V。按下按键前,小灯泡不亮,电路为________(选填“通路”“短路”或“开路”);按下按键后,小灯泡发光,它两端的电压为________V。
15.如图所示,电源电压是6 V且不变,开关S闭合后电压表示数为2 V,L1两端电压是________V,通过灯L1和灯L2的电流________(选填“灯L1”“灯L2”或“一样”)大;当开关S断开时,电压表的示数为________V。
16.如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是________V,R1与R2的电阻之比为________。
17.如图所示的电路中,能用电压表正确测出灯L2两端电压的电路图是________,能测出两盏灯两端总电压的电路图是________。
18.如图所示是验证串联电路中各导体两端的电压与总电压之间关系的实验。
(1)在图甲中,应把电压表分别接在________,________和 ________两点之间进行测量,观察它们之间的电压有什么关系。
(2)直接在图甲中画出用电压表测量A、C间电压的电路图,并用笔画线表示导线连接图乙中的实物。
(3)换用另外两个不同规格的小灯泡重新实验。如果电源的电压为4.5伏,灯L1两端的电压为2.5伏,灯L2两端的电压为________。
三、实验探究题
19.在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示连接电路时,至少需要________根导线;实验中应选择规格________(相同/不同)的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是________(填出一种即可)。
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?________,理由是________。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:________,改进方法是________。
UAB/V UBC/V UAC/V
2.4 1.4 3.8
20.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)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________。
21.拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”,设计了图Ⅰ电路,并连接了图Ⅱ电路。
(1)图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是________(选填“a”“b”或“c”)。
(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图Ⅰ电路中电压表 对应的曲线是________(选填“甲”或“乙”)。
②已知电源电压恒为6 V,根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线,得出的实验结论是________。
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的电压特点,重新设计如图Ⅳ电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值。闭合开关S后,接下来的操作是________(只需写出操作过程和测量的科学量,不需写出表达式)。
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4.5 电压的测量(2)
一、单选题
1.用电压表测量电压时,发现指针偏到零刻度的左侧了,其原因是( )。
A. 电压表的正、负接线柱接反了 B. 电压表的量程太大了
C. 电压表的量程太小了 D. 电压表未经用电器直接接在电源两端
【答案】 A
【解析】根据电压表的使用规律分析判断。
【解答】电压表测量电压时,发现指针偏到零刻度的左侧了,其原因是电压表的正、负接线柱接反了,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
2.图甲所示电路中,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均为图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A. 8 V 2 V B. 10 V 2 V C. 2 V 8 V D. 2 V 10 V
【答案】 A
【解析】首先根据串联电路的电压特点比较两个电压表的示数大小,然后读出乙图中两个电压表的示数,并与两个电压表对应起来,最后根据U总=U1+U2计算对应的电压即可。
【解答】根据甲图可知,电阻R1与R2串联,电压表V1测总电压,V2测R2的电压。
根据串联电路的总电压等于各处电压之和可知,电压表V1>V2;
根据乙图可知,当电压表的量程为0~3V时,分度值为0.1V,示数为2V;
当电压表的量程为0~15V时,分度值为0.5V,示数为10V;
因此电压表V1示数为2V,V1的示数为10V;
则电阻R2的电压为2V;
那么R1的电压为:U1=U总-U2=10V-2V=8V。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
3.如图所示的串联和并联电路,两个灯泡阻值不等,开关S闭合,关于电路中的电流或电压关系,下列说法正确的是( )
A.甲电路中,U=U1=U2
B.甲电路中,U>U1=U2
C.乙电路中,I=I1+ I2
D.乙电路中,I>I1=I2
【答案】 C
【解析】根据串并联电路的电压和电流特点分析判断。
【解答】甲图中两个灯泡串联,根据“串联电路总电压等于各处电压之和”得到:U=U1+U2 , 故A、B错误;
乙图中两个灯泡并联,根据“并联电路中,干路电流等于支路电流之和”得到:I=I1+I2 , 故C正确,而D错误。
故选C。
4.如图所示电路,闭合开关S,小灯泡L1、L2都不发光;将电压表并联在L1两端,测得电压为0V;将电压表并联在L2两端,测得电压为3V。则电路故障原因可能是( )
A. L1短路 B. L2短路 C. L1断路 D. L2断路
【答案】 D
【解析】对各个选项中的故障进行推测,哪个现象与题干描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】A. L1短路时,它不发光,电压表与其并联时示数为零,但是此时灯泡L2正常发光,故A错误;
B. L2短路时,它不发光,但L1应该发光;当电压表与它并联时,它的示数为0而不是3V,故B错误;
C. L1断路时,整个电路都没有电流,两个灯泡不发光,电压表与L2并联时示数应该是0而不是3V,而电压表与L1并联时,示数不应该是0而是3V,故C错误;
D. L2断路时,整个电路没有电流,两个灯泡都不发光。电压表与L2并联时示数是3V,而电压表与L1并联时,示数是0V,故D正确。
故选D。
5.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。由于电阻R1、R2可能出现了故障,开关S闭合后,电压表无示数。现将电压表并联在电阻R2两端,下列判断中正确的是( )
A. 若电压表有示数,则一定是电阻R1短路
B. 若电压表有示数,则一定是电阻R2断路
C. 若电压表无示数,则可能是电阻R1断路、R2断路
D. 若电压表无示数,则可能是电阻R1断路、R2短路
【答案】 C
【解析】电压表没有示数,要么是电路发生断路,要么是电压表所在的位置发生短路,据此对各个选项进行分析判断。
【解答】根据电路图可知,电阻R1与R2串联,电压表测R1的电压。将电压表并联在R2两端时,
若电压表有示数,则要么是R1发生短路,要么是R2发生断路,故A、B错误;
如果电压表无示数,则说明R1可能断路;原来电压表也没有示数,则说明R2可能断路,故C正确,D错误。
故选C。
6.闭合开关S,灯L亮,一段时间后灯L熄灭。若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。现将一只完好的电压表并联在灯L两端,则( )
A. 若电压表无示数,则一定是R断路 B. 若电压表无示数,则一定是L短路
C. 若电压表有示数,则一定是R短路 D. 若电压表有示数,则一定是L断路
【答案】 D
【解析】对各个电路故障进行分析,推测可能出现的现象,哪个与题目描述一致,哪个就是正确选项。
【解答】根据下图可知,当R断路或L短路时,电压表的示数都为零,故A、B错误;
当R短路,那么灯泡正常发光,与题目描述不符,故C错误;
当L断路时,灯泡不发光,电压表与R串联,测电源电压,肯定有示数,故D正确。
故选D。
7.如图电路中R1>R2 , 开关闭合,电压表V的示数为6 V,电压表V1的示数( )
A. 等于6 V B. 大于3 V C. 等于3 V D. 小于3 V
【答案】 B
【解析】在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此分析计算。
【解答】根据图片可知,电阻R1与R2串联,电压表V测总电压,V1测R1电压。
根据“串联电路中,电压的分配与电阻成正比”的规律得到:
;
因为R1>R2 , 所以U1>U2。
因为U总=U1+U2=6V,
所以U1>3V,即电压表的示数大于3V。
故选B。
8.如图所示,在探究串联电路中电压的规律时,小雨同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=3 V,Ubc=3 V,Uac=6 V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是( )
A. 整理器材,分析数据,得出结论
B. 对换L1和L2的位置,再测出一组电压值
C. 改变电源电压,再测出几组电压值
D. 换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
【答案】 D
【解析】在科学研究中,往往需要换用不同的实验器材,反复完成实验收集数据,这样得出的结论会更客观,更具普遍意义。
【解答】在探究串联电路中电压的规律时,小雨同学用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=3 V,Ubc=3 V,Uac=6 V,在表格中记录数据后,下一步应该做的是:换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
9.如图所示,在探究“串联电路电压的关系”时,闭合开关S后,电压表V1的示数是2.5 V,V2的示数是3.8 V,则电压表V3的示数是( )
A. 1.3 V B. 2.5 V C. 3.8 V D. 6.3 V
【答案】 D
【解析】首先确定灯泡的串并联关系,然后确定三个电压表所测的电压值,最后根据U总=U1+U2计算出对应的电压值即可。
【解答】根据图片可知,灯泡L1和L2串联,电压表V1测L1 , V2测L2 , V3测它们的总电压。
那么电压表V3的示数U总=U1+U2=2.5V+3.8V=3.6V。
故选D。
10.如图所示,a、b、c表示电流表或电压表。当S1、S2都闭合时,若要使电路能正常工作,则下列说法正确的是( )
A. a、b、c都是电流表 B. a、b、c都是电压表
C. a、b是电压表,而c是电流表 D. b、c是电流表,而a是电压表
【答案】 D
【解析】电压表的内阻很大,可以看作断路;而电流表的内阻很小,可以看作导线,据此分析判断。
【解答】(1)根据图片可知,电流从正极出发,依次经过R2、电表c和b,然后经过开关S2 , 回到负极,因此b和c都是电流的必经之路,因此应该为电流表。
(2)电流从正极出发,依次经过R1、S1、b,开关S2 , 流回负极,那么b为电流的必经之路,肯定为电流表;
(3)如果a为电流表,那么电流从正极出发,经过a、b、开关S2会构成短路,所以a处必须为断路,即为电压表。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
11.如图所示各电路图中,闭合开关后,电压表能测灯L1两端电压的是( )
A. B. C. D.
【答案】 A
【解析】电压表要与被测的用电器并联,据此分析判断。
【解答】A.两个灯泡串联,电压表与L1并联,测L1的电压,故A正确;
B.两个灯泡串联,电压表与L2并联,测L2的电压,故B错误;
C.当开关闭合后,电压表被开关短路,示数为零,故C错误;
D.两个灯泡串联,电压表与电源并联,测电源电压,故D错误。
故选A。
12.某同学连接的电路如图所示,闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,灯泡L1、L2都不亮。他用电压表进行电路故障检测,把电压表并联接在某亮点之间,测试结果如表所示,则可以判定电路总故障的是( )
测试点 a、b a、f a、e a、d
电压表 有示数 有示数 有示数 无示数
A. 灯泡L1短路 B. 灯泡L2短路 C. de段开路 D. be段开路
【答案】 C
【解析】在使用电表检测故障时,如果电表有示数,那么说明电表与电源之间的部分正常;如果没有示数,那么说明电表与电源之间出现断路,据此分析判断即可。
【解答】根据表格可知,当电压表接在a、e两点时,有示数,则说明a与正极,e与负极之间连接正常。当电压表接在a、d两点时,无示数,则说明a与正极,d与负极之间出现断路。比较可知,问题只会出现在前后两个部分不同的部分,即de段出现断路,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
13.如图所示的电路闭合开关后,两灯都正常发光,但L1比L2亮,则( )
A. V1示数大于V2示数 B. V1示数小于V2示数
C. 若一导线接在L1两端,则L1不亮,L2仍正常发光 D. 若一导线接在L1两端,则电源短路
【答案】 D
【解析】(1)(2)根据并联电路电压的特点分析;
(3)(4)根据短路的知识和影响分析。
【解答】根据图片可知,灯泡L1和L2并联,电压表V测总电压,V1测灯泡L1的电压,V2测灯泡L2的电压。
在并联电路中,总电压等于各支路两端的电压,因此V1的示数等于V2的示数,故A、B错误;
若一导线接在L1两端,那么灯泡L1、L2和三个电压表都会被短路,即电源被短路,可能会烧毁电源,故C错误,D正确。
故选D。
二、填空题
14.如图是常用手电筒的剖面图,筒内每节干电池的电压为1.5 V。按下按键前,小灯泡不亮,电路为________(选填“通路”“短路”或“开路”);按下按键后,小灯泡发光,它两端的电压为________V。
【答案】 开路;3
【解析】(1)处处连通的电路叫通路,断开的电路为开路,电流不经过用电器,直接由电源正极流回负极叫短路。
(2)当电池串联时,根据U总=nU计算电源电压。
【解答】(1)按下按键前,小灯泡不亮,即电路没有电流,因此电路为开路;
(2)按下按键后,小灯泡发光,它两端的电压为:U总=nU=2×1.5V=3V。
15.如图所示,电源电压是6 V且不变,开关S闭合后电压表示数为2 V,L1两端电压是________V,通过灯L1和灯L2的电流________(选填“灯L1”“灯L2”或“一样”)大;当开关S断开时,电压表的示数为________V。
【答案】 4;一样;6
【解析】首先分析电路的串并联关系,然后确定电压表所测的电压值,最后根据串联电路的电流和电压特点进行计算即可。
【解答】(1)开关S闭合后,两个灯泡串联,电压表测L2的电压。
根据串联电路总电压等于各处电压之和得到,L1的电压为:U1=U总-U2=6V-2V=4V;
(2)在串联电路中,各处电流都相等,因此通过L1和L2的电流一样;
(3)当开关S断开时,电压表与灯泡L1串联,此时它测电源电压,则示数为6V。
16.如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是________V,R1与R2的电阻之比为________。
【答案】 6;4∶1
【解析】(1)首先根据串联电路的电压特点比较两个电压表的示数大小,然后读出乙图中两个电压表的示数,并与两个电压表对应起来,最后根据U总=U1+U2计算R1的电压;
(2)根据公式计算两个电阻的阻值之比即可。
【解答】(1)根据甲图可知,电阻R1与R2串联,电压表V1测R2的电压,V2测电源电压。
根据串联电路的总电压等于各处电压之和可知,电压表V2>V1;
根据乙图可知,当电压表的量程为0~3V时,分度值为0.1V,示数为1.5V;
当电压表的量程为0~15V时,分度值为0.5V,示数为7.5V;
因此电压表V2示数为7.5V,V1的示数为1.5V;
那么L1的电压为:U1=U总-U2=7.5V-1.5V=6V。
(2)根据公式可知,两个电阻之比为:。
17.如图所示的电路中,能用电压表正确测出灯L2两端电压的电路图是________,能测出两盏灯两端总电压的电路图是________。
【答案】 甲;乙
【解析】电压表要测哪个用电器的电压,它就要与这个用电器并联,据此分析判断。
【解答】甲:两个灯泡串联,电压表与灯泡L2并联,测L2的电压;
乙:两个灯泡串联,电压表与电源并联,测电源电压,也就是两个灯泡的总电压;
丙:两个灯泡串联,电压表与灯泡L1并联,测L1的电压。
18.如图所示是验证串联电路中各导体两端的电压与总电压之间关系的实验。
(1)在图甲中,应把电压表分别接在________,________和 ________两点之间进行测量,观察它们之间的电压有什么关系。
(2)直接在图甲中画出用电压表测量A、C间电压的电路图,并用笔画线表示导线连接图乙中的实物。
(3)换用另外两个不同规格的小灯泡重新实验。如果电源的电压为4.5伏,灯L1两端的电压为2.5伏,灯L2两端的电压为________。
【答案】 (1)A、B;B、C;A、C
(2)
(3)2伏
【解析】(1)当电压表接在A、B两点之间时,测灯泡L1的电压;当电压表接在B、C两点之间时,测灯泡L2的电压;当电压表接在A、C两点间时,测总电压,分析这三个电压的关系就能达到探究目的。
(2)根据电路图连接实物图时,不但要保持串并联关系一致,还要保证元件的先后顺序一致,据此作图;
(3)根据串联电路的电压特点U总=U1+U2计算即可。
【解答】(1)在图甲中,应把电压表分别接在A、B,B、C和 A、C两点之间进行测量,观察它们之间的电压有什么关系。
(2)根据甲图可知,电流从正极出发,依次经过灯泡开关、L2、L1、然后回到电源负极,最后将电压表并联在A、C之间,注意电压表的“-”接线柱接A点,而“3V”的接线柱接C点,如下图所示:
(3)灯泡L2两端的电压为:U2=U总-U1=4.5V-2.5V=2V。
三、实验探究题
19.在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示连接电路时,至少需要________根导线;实验中应选择规格________(相同/不同)的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是________(填出一种即可)。
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?________,理由是________。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:________,改进方法是________。
UAB/V UBC/V UAC/V
2.4 1.4 3.8
【答案】 (1)6;不同(2)L2断路(3)不能;正负接线柱反接了
(4)一次实验具有偶然性;更换规格不同的灯泡进行多次实验
【解析】(1)串联时,每两个用电器之间需要1根导线;并联时,每两个之间需要2根,据此推算需要导线的条数。为了避免数据的特殊性对实验结论的影响,我们应该选择规格不同的灯泡完成实验;
(2)电压表的示数为零,可能为:①电压表损坏或接线不良;②电压表被短路;③电路中其它部分存在断路;
(3)在使用电压表时必须“正进负出”,注意分析电压表的接线柱连接是否正确;
(4)在科学研究中,往往需要换用不同的实验器材,通过反复实验得到多组实验数据,这样分析得出的结论会更加客观,准确,避免偶然性。
【解答】(1)如图所示连接电路时,至少需要6根导线;实验中应选择规格不同的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是L2断路。
(3)根据图片可知,电压表的A端与电源正极相连,应该是“+”接线柱。如果将A点与C点相连,那么“+”接线柱就与电源负极相连,因此不能侧测L2的电压,理由是:正负接线柱反接了。
(4)我对小明的做法的评价是:一次实验具有偶然性;改进方法是:更换规格不同的灯泡进行多次实验。
20.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)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________。
【答案】 (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)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且等于电源电压
【解析】(1)电流从正极到负极的过程中,没有经过用电器,就会发生短路。发生短路时,电流很大,非常容易烧坏电源;
(2)调整导线后,只要保证每条通路上都有灯泡,那么电路就能正常工作,据此分析;
(3)探究“并联电路电压的关系”时,需要改变灯泡两端的电压反复完成多组实验,从而收集多组数据,找到客观准确的规律,据此分析变阻器的作用。
在闭合开关前,为了防止电流过大烧坏用电器,变阻器的滑片要调到阻值最大的一端。
根据并联电路的电压规律解答即可。
【解答】(1)如下图所示,如果直接闭合开关,那么电流不经过两个灯泡,而是直接由正极流回负极,从而发生短路现象;
(2)观察发现,只要将将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,就能保证每条通路上都有一个灯泡,从而使电路正常工作,如下图所示:
或
(3)在电路中串联滑动变阻器的作用是移动滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于左端,该实验的结论是:并联电路各支路电压相同且等于电源电压。
21.拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”,设计了图Ⅰ电路,并连接了图Ⅱ电路。
(1)图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验,连接错误的导线是________(选填“a”“b”或“c”)。
(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图Ⅰ电路中电压表 对应的曲线是________(选填“甲”或“乙”)。
②已知电源电压恒为6 V,根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线,得出的实验结论是________。
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的电压特点,重新设计如图Ⅳ电路(电源电压未知),利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻Rx的阻值。闭合开关S后,接下来的操作是________(只需写出操作过程和测量的科学量,不需写出表达式)。
【答案】 (1)b
(2)甲;串联电路中总电压等于各分电压之和
(3)闭合开关S1 , 断开S2 , 测得电压表的示数U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2),测得电压表的示数U2
【解析】(1)根据图I检查图II中存在的问题;
(2)①根据图I,分析电流增大时两个电压表的示数变化趋势,然后结合图III确定图线与电压表的对应关系;
②将图III中对应的两个电压表的示数相加,然后与电源电压比较,从而得到结论;
(3)在图IV中,定值电阻R0与待测电阻Rx串联,通过它们的电流相等。开关S1闭合时,电压表测Rx的电压Ux;当开关S2闭合时,电压表测它们的总电压U总 , 二者之差就是R0的电压U0。根据计算出通过Rx电流,最后根据欧姆定律计算Rx的阻值即可。
【解答】(1)根据图I可知,电压表V2只测量变阻器R2的电压,而图II中电压表V2与导线相连,因此需要将b导线拆下来,改接在变阻器上左下角的接线柱上即可;
(2)①定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。当通过电路的电流增大时,根据U=IR可知,电压表V1变大;根据U总=U1+U2可知,电压表V2变小,则与图Ⅰ电路中电压表 对应的曲线是甲;
②根据图III可知,当电流为0.15A时,两个电压表的示数为:3V和3V;当电流为0.2A时,两个电压表的示数分别为4V和2V,因此两个电压表的示数之和都等于电源电压,那么得到结论:串联电路中总电压等于各分电压之和。
(3)闭合开关S后,接下来的操作是:闭合开关S1 ,断开S2 ,测得电压表的示数U1;闭合开关S2、断开开关S1(或同时闭合S1、S2),测得电压表的示数U2。
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