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第5节 电压的测量
考点一、电压
(一)电压的作用
(1)电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因。电压可给电流提供推动作用。
(2)用水流理解电流的形成,用类比法理解电压。
(二)电源的作用:电源是提供电压的装置,如干电池、蓄电池、发电机等。
(三)电压的单位
国际上通常用字母U表示电压,电压的单位是伏特,简称伏,符号是V。其单位还有千伏(kV )、毫伏(mV)和微伏(μV)。它们的换算关系为1千伏=1000伏,1伏=1000毫伏,1毫伏= 1000微伏
(四)常见的电压值
(1)一节普通干电池的电压U= 1.5伏;
(2)一节蓄电池的电压U=2伏;
(3)家庭照明电路的电压U= 220伏:
(4)一般情况下,对人体的安全电压不高于36伏( U≤36伏)。
典例1:(2023八上·德清期末)导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动,如图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,那么此“高度差”表示的量是( )
A.电流 B.电阻 C.电压 D.实际的高度差
【答案】C
【解析】电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因。电流是电子定向移动形成的。电阻是阻碍电子运动的。
【解答】高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用, 电池是提供电压的装置,所以“高度差”表示的是电压。故选:C。
变式1:如图所示,将手机充电器插人家庭电路插座中,即可为手机充电。充电器为手机充电时的输出电压约为( )
A.1.5V B.5V C.l10V D.220V
【答案】B
【解析】手机充电器为手机充电时的输出电压为5V,故B正确,而A、C、D错误。
变式2:下列说法中错误的是( )
A.我国家庭照明电路的电压为220 V
B.我国家庭照明电路的电压为380 V
C.一节新干电池的电压为1.5 V
D.一般情况下,36 V以下的电压对人体是安全的
【答案】B
【解析】根据有关电压的知识分析判断。
【解答】我国家庭照明电路的电压为220 V,故A正确不合题意,B错误符合题意;
一节新干电池的电压为1.5 V,故C正确不合题意;
一般情况下,36 V以下的电压对人体是安全的,故D正确不合题意。
变式3:电池技术的发展正推动新能源汽车的日趋成熟。
(1)如图甲是某电动汽车的一个电池组,它由多个单体电池组成,每个单体电池的电压为4V,整个电池组电压为60V,则每个单体电池间应属于______联。
(2)如图乙为国产油电混合动力汽车,在行驶过程中内燃机也可以给汽车蓄电池充电,充电时蓄电池相当于电路中的______。(填电路元件名称)
【答案】串 用电器
【解析】(1)[1]串联电路总电压等于各部分电压之和,每个单体电池的电压为4V,整个电池组电压为60V,则每个单体电池间应属于串联。
(2)[2]在行驶过程中内燃机也可以给汽车蓄电池充电,蓄电池消耗电能,因此相当于电路中的用电器。
考点二、电压的测量
(一)认识电压表
(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。
(二)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)。
(三)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
典例1:电压表的表盘及指针如图所示,若接“0~3 V”量程,电压表的读数为 V;若接“0~15 V”量程,表盘上每一小格代表 V,电压表的读数为 V。
【答案】2.6;0.5;13
【解析】根据图片确定电压表的量程和分度值,然后根据指针的位置读出示数。
【解答】根据图片可知,当电压表选择量程0~3V时,分度值为0.1V,则电压表的读数为:2V+0.1V×6=2.6V。当电压表选择量程0~15V时,分度值为0.5V,则电压表的读数为:10V+0.5V×6=13V。
变式1:(2022八上·舟山月考)如图所示,a、b、c表示的是电压表或电流表,当K1、K2都闭合时,下列正确说法正确的是( )
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】根据电压表和电流表的使用方法判断。
【解答】根据图片可知,a与R1并联,则a为电压表。b与电阻串联,应该为电流表。c与R2串联,应该为电流表。故D正确,而A、B、C错误。
变式2:如图所示电路图中,电压表测L2两端电压的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据电压表的使用方法分析判断。
【解答】A.电压表与电源并联,测电源电压,也就是总电压,故A不合题意;
B.电压表与灯泡L1并联,测L1的电压,故B不合题意;
C.电压表与灯泡L2并联,且正负接线柱连接正确,故C符合题意;
D.电压表与灯泡L1并联,且正负接线柱接反,故D不合题意。
变式3:(2023八上·嘉兴期末)将铜片和锌片放入装有盐水的烧杯中,就成了一个自制电池。用导线将电压表、铜片、锌片相连,结果如图所示,电压表示数为 V,铜片是电池的 极。
【答案】0.6;正
【解析】(1)根据电压表的量程和分度值读出示数即为电池的电压;
(2)根据“电流必须从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出”判断电池的正极。
【解答】(1)由图可知,电压表选的量程为0~3V,分度值是0.1V,电池的电压为0.6V;
(2)因为与电压表正接线柱相连的为电池的正极,所以铜片是电池的正极,锌片是电池的负极。
考点三、串、并联电路的电压特点
(一)串联电路电压的关系
串联电路两端的总电压等于各串联导体两端的电压之和。表达式:U=U1+U2+...+Un。
(二)并联电路电压的关系
并联电路中,各支路两端电压都相等。表达式:U=U1=U2=...=Un
(三)实验过程中注意的事项
(1)连接实物电路时,一定要对照电路图,可从电源的正极出发,依次经过开关小灯泡,最后回到电源的负极;电压表最后并联到所测电路的两端。(先串后并)
(2)连接实物电路过程中,开关一定要处于断开状态,原因是防止电路连接错误,造成电路短路而烧坏电源或用电器。每次连接完电路,一定要检查无误后,再闭合开关。
(3)实验中,每次读数后,应及时断开开关。
(4)实验中的2个小灯泡应选取规格不同的,否则会得出串联电路中U1=U2这一错误结论。
(5)对于需要分析实验数据而得出结论的实验,可以先将需要测量的物理量罗列出来,然后设计一个表格,把实验中测出的数据填人表格,并试着将它们分别相加相减相乘或相除等以找出这些数据之间的关系。(6)为了验证探究结论的普遍性,可进行多次实验,其目的是选取多组数据,从而分析归纳,得出一个普遍的规律。如本实验中还可多次改变电源电压或换用规格不同的小灯泡。
典例1:在探究“串联电路各点间电压关系”的实验时,有多个不同规格的灯泡可供选择,小明把其中两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上,如图所示。
(1)当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时,闭合开关后测得的数据是:UAB=12 V、UBC=0 V、UAC=12 V,则故障可能是 。(答出一处即可)
(2)故障排除后,小明进行了实验,测得UAB=4 V、UBC=8 V、UAC=12 V,于是他就得到结论:串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和。请你对他的实验进行评估: 。【答案】(1)L2短路,或L1开路,或L2短路同时L1开路(答出任一种即可)
(2)没有更换不同规格的灯泡进行多次实验,实验结论不具有普遍性
【解析】(1)当电压表有示数时,说明它的两个接线柱与电源正负极之间正常连接,据此对故障进行分析即可。
(2)在科学探究中,往往需要换用不同的实验器材反复进行多次实验,从而收集多组数据,这样得到的结论会更客观,具有普遍意义。
【解答】(1)根据图片可知,两个灯泡串联。当电压表接在BC两端时,电压表的示数为零,说明此时灯泡L2没有分担电压,即L2可能发生短路。此外,当灯泡L1断路时,电压表和灯泡L2串联,由于电压表的内阻很大,因此它几乎分得全部电源电压,此时AB之间电压也是12V,则故障可能是:L2短路,或L1开路,或L2短路同时L1开路。
(2)我认为它的实验结论不具有普遍意义,理由是:没有更换不同规格的灯泡进行多次实验。
变式1:在“探究串联电路电压关系”的实验中,科学实验小组按如图所示的电路测得电压表V的示数是3.8 V,V1的示数是2.3 V,V2的示数应为( )
A.1.5 V B.3.8 V C.2.3 V D.6.1 V
【答案】A
【解析】根据串联电路的分压规律分析判断。
【解答】根据图片可知,两个灯泡串联,电压表V测总电压,V1测灯泡L1的电压,V2测灯泡L2的电压。
根据U总=U1+U2可知,电压表V2的示数U2=U总-U1=3.8V-2.3V=1.5V。
变式2:(2023八上·拱墅期末)如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表示数变大
B.电压表示数不变,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数不变
D.电压表示数变大,电流表示数变大
【答案】B
【解析】R1、R2并联,所以两者互不影响。各用电器两端的电压都等于电源电压,电压表测R1两端的电压。电压表示数不变。电流表测干路电流, 滑动变阻器R2的滑片P向右滑动,R2电阻变大,所以通过R2的电流变小,总电流变小,所以电流变示数变小。
【解答】A.电流表示数应该变小,故A错误;
B. 电压表示数不变,电流表示数变小,故B正确;
变式3:为探究并联电路中电压的规律,实验室提供的器材有:干电池组(电压为3 V)、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整,要求电压表测量灯泡L1两端的电压。
(2)电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯泡L1、L2两端的电压和并联电路的总电压,电压表示数相同,如图乙所示,其值为 V。根据这组数据,该小组得出并联电路中电压的规律。你认为实验的疏漏之处是 。纠正后得到并联电路中的电压规律为 。
【答案】(1)解:如图所示
(2)2.6;没有更换不同规格的灯泡进行多次实验;并联电路中各支路两端的电压相等,且等于电源电压
【解析】(1)用电器首尾并排连接在两点之间为并联,结合电压表的使用方法补充作图即可。
(2)①根据图乙确定电压表的量程和分度值,然后根据指针的位置读出示数。
②在科学探究中,往往需要换用不同的实验器材反复进行多次实验,这样得到的结论才具有普遍意义。
③根据数据分析并联电路的电压规律即可。
【解答】(1)两个灯泡并联,根据甲图可知,它们的左端已经并接在开关右端的接线柱上,此时只要将两个灯泡的右端用导线连接即可。电压表测量灯泡L1的电压,即并联在灯泡L1的两端,如下图所示:
(2)①根据图乙可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数为2.6V。
②根据这组数据,该小组得出并联电路中电压的规律。我认为实验的疏漏之处是:没有更换不同规格的灯泡进行多次实验。
③纠正后得到并联电路中的电压规律为:并联电路中各支路两端的电压相等,且等于电源电压。
1.(2022·浙江金华·八年级期末)正确使用仪表是科学实验基本技能之一。下面四幅电路图中,仪表连接正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.因为电流表没有遵循正进负出,连接错误,故A错误。
B.电流表遵循正进负出,且电流表与用电器串联,故B正确。
C.电压表应该与用电器并联,而图中电压表和用电器串联,故C错误。
D.电压表没有遵循正进负出,故D错误。
2.如图所示,电源电压为6 V保持不变,当开关S闭合时,灯泡L1、L2均正常发光,电压表的示数为2.5 V,则灯泡L1两端的电压是( )
A.2.5 V B.3.5 V C.5 V D.6 V\
【答案】B
【解析】根据电路图确定电路的串并联关系,以及电压表测量的物理量,最后根据串并联电路的电压规律分析判断。
【解答】根据图片可知,灯泡L1与L2串联,电压表测L2的电压。电压表的示数为2.5V,则灯泡L2的电压U2=2.5V,则灯泡L1两端的电压为:U1=U总-U2=6V-2.5V=3.5V。
3.在“探究串、并联电路电压特点”的实验中,某同学整理的课堂笔记如下,其中有问题的是( )
A.在连接电路过程中,开关要保持断开状态
B.在不确定待测电压时,应该先采用小量程试触
C.测量时,应该选用不同规格的灯泡进行实验
D.电压表应该与待测用电器并联
【答案】B
【解析】根据有关电路连接、电压表的使用方法分析判断。
【解答】A.在连接电路过程中,开关要保持断开状态,防止电路时通时断烧坏用电器,故A正确不合题意;
B.在不确定待测电压时,应该先采用大量程试触,故B错误符合题意;
C.测量时,应该选用不同规格的灯泡进行实验,这样得到的结论具有普遍意义,故C正确不合题意;
D.电压表应该与待测用电器并联,故D正确不合题意。
4.(2023八上·椒江期末)小科利用如图电路探究串联电路的特点。下列说法不正确的是( )
A.该电路是为了研究串联电路电压的特点
B.实验中应换用不同规格的灯泡进行多次实验
C.实验测得的数据关系是UAC=UAB+UBC
D.若BC间无电压表,测BC间电压时只需将A点改接到C点即可
【答案】D
【解析】根据对探究串联电路电压特点实验的过程、现象和结论的认识判断。
【解答】A.根据图片可知,左边的电压表测L1的电压,右边电压表测灯泡L2的电压,下面的电压表测电源电压。将上面两个电压表的示数相加,然后与下面电压表的示数进行比较,从而探究串联电路电压的规律,故A正确不合题意;
B.为了保证得到的实验结论客观,具有普遍意义,因此换用不同规格的灯泡进行多次实验,故B正确不合题意;
C.在串联电路中,总电压等于各处电压之和,即 UAC=UAB+UBC ,故C正确不合题意;
D.根据图片可知,A端与负极相连,则A应该为“-”接线柱。如果将A改接到C时,则“-”接线柱与电源正极相连,违反了电压表的使用规则,故D错误符合题意。
5.通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图像如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为3 V的电源两端。下列分析正确的是( )
A.R甲∶R乙=2∶1 B.U甲∶U乙=2∶1 C.I甲∶I乙=2∶1 D.I乙∶I甲=2∶1
【答案】C
【解析】当甲和乙并联在电压为3V的电源两端时,
根据并联电路各支路两端电压相等可知:U=U甲=U乙=3V;那么U甲:U乙=1:1,故B错误;
根据图像可知,当电压为3V时,通过甲的电流为0.6A,通过乙的电流为0.3A;
那么I甲:I乙=0.6A:0.3A=2:1,故C正确,D错误;
此时甲的电阻,乙的电阻;
那么R甲:R乙=5Ω:10Ω=1:2,故A错误。
6.如图所示,在“○”处可以连接电流表或电压表测量电路中的电流或电压。为使L1与L2串联,以下做法正确的是( )
A.a为电流表,b为电压表,c为电流表 B.a为电压表,b为电压表,c为电流表
C.a为电流表,b为电流表,c为电压表 D.a为电压表,b为电流表,c为电流表
【答案】B
【解析】L1与L2串联,由图可知a表跟灯泡L1并联,所以应为电压表;b表与灯泡L2并联,应为电压表;c表跟灯泡L2串联,所以应为电流表,故B符合题意。
7.(2023八上·义乌期末)右图说法正确的是( )
A.R1与R2并联 B.V1测电源电压 C.V2测R1两端电压 D.V3测R2两端电压
【答案】D
【解析】根据电压表的使用方法分析判断。
【解答】根据图片可知,电压表可以看作断路,那么从正极到负极,电流只有一条通路,因此两个电阻串联,故A错误;
电压表V1与R1并联,测R1的电压,故B错误;
电压表V2与电源并联,测电源电压,故C错误;
电压表V3与R2并联,测R2的电压,故D正确。
故选D。
8.如图所示的电路,开关S接到a时,电压表的示数为9 V;开关S接到b时,电压表的示数为4 V。下列说法不正确的是( )
A.电源电压为9 V B.灯L1两端的电压为4 V
C.灯L2两端的电压为4 V D.灯L1和灯L2两端的总电压为9 V
【答案】B
【解析】根据电路图确定电路的串并联关系,以及电压表测量的物理量,最后根据串并联电路的电压规律分析判断。
【解答】根据图片可知,当开关S接a时,两个灯泡串联,电压表测总电压,即总电压为U总=9V;
当开关S接b时,两个灯泡仍然串联,电压表测L2的电压,即U2=4V;
那么灯泡L1的电压为:U1=U总-U2=9V-4V=5V。
故B错误符合题意,而A、C、D正确不合题意。
9.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.8V 2V B.10V 2V C.2V 8V D.2V 10V
【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。
10.在如图(a)所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图(b)所示,则灯L1和L2的电阻之比为 ( )
A.5∶1 B.4∶1 C.1∶2 D.1∶1
【答案】B
【解析】根据串联电路的电压规律比较两个电压表示数的大小关系,然后根据b图确定两个电压表的示数,最后根据串联电路的分压规律计算出电阻之比即可。
【解答】根据a图可知,灯泡L1与L2串联,电压表V1测电源电压,V2测L2两端电压;
根据串联电路中总电压等于各处电压之和可知,V1的示数大于V2;
根据b图可知,当电压表选择量程0~3V时,分度值为0.1V,则示数为1.4V;
当电压表选择量程0~15V时,分度值为0.5V,则示数为7V;
则V1的示数为7V,V2的示数为1.4V;
那么L2的电压为1.4V,L1的电压为:U1=U总-U2=7V-1.4V=5.6V;
在串联电路中,电压与电阻成正比,
即:.
11.如图所示,电路中电源电压不变,闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变大
B.电压表的示数变大,电流表的示数不变
C.电压表的示数不变,电流表的示数变大
D.电压表的示数不变,电流表的示数不变
【答案】C
【解析】根据图片确定电路的串并联关系,以及电表所测的物理量,然后根据欧姆定律,结合串并联电路的特点分析判断。
【解答】根据图片可知,当开关断开时,只有L1在工作,电压表测电源电压,电流表测通过L1的电流I1;
当开关闭合时,两个灯泡并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流I总。
比较可知,电压表的示数保持不变。根据I总=I1+I2可知,电流表的示数变大。故选C。
12.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是( )
A.电压表示数变小,电流表示数不变
B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小
【答案】D
【解析】首先确定电路的串并联关系以及电表所测的物理量,然后确定变阻器的阻值变化,根据欧姆定律和串并联电路的特点分析判断。
【解答】根据图片可知,定值电阻R1与变阻器R2并联,电压表测总电压,电流表测总电流。
闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,变阻器的阻值增大,则总电阻增大,而电压表的示数保持不变,根据可知,电流表的示数变小。故选D。
13.如图所示的电路,闭合开关,小灯泡正常发光。若将小灯泡和电流表的位置互换,则闭合开关后的现象是( )
A.小灯泡不发光,电压表没有示数
B.小灯泡不发光,电流表没有示数
C.小灯泡正常发光,电压表没有示数
D.小灯泡正常发光,电流表没有示数
【答案】C
【解析】若将小灯泡和电流表的位置互换,则电路图如下:
不会影响电路电流,所以灯泡仍正常发光,电流表示数不变;原来电压表测灯泡两端电压,位置互换电压表测电流表两端电压,电流表的电阻几乎为0,相当于导线,电压表被短路故示数为0。
14.(2021·浙江·九年级专题练习)在某次电学实验中,小科按如图(1)所示的电路连接仪器,闭合开关S后电压表V1和V2的示数如图(2)所示,下列对该电路分析不正确的是( )
A.两表量程不同,L1和L2串联 B.两表量程不同,L1短路
C.两表量程相同,L1开路 D.两表量程相同,L2短路
【答案】B
【解析】A.读图可知,闭合开关后,两电灯串联,根据串联电路的电压关系为
电压表测量的是电源电压,选的是的量程;电压表测量的是电压,选的是的量程;可能出现上图所示的示数相同的现象,故A正确,不符合题意;
B.若短路,不会让两表在相同的量程情况下,出现上图所示的示数相同的现象,故B错误,符合题意;
C.若开路,两表量程相同,都测量电源电压,可能出现上图所示的示数相同的现象,故C正确,不符合题意;
D.若短路,两表量程相同,可能出现上图所示的示数相同的现象,故D正确,不符合题意。
15.(2021·浙江·八年级专题练习)在如图所示的电路中,开关 S 闭合时, 电压表 V 和 V1 的示数如图甲、乙所示。 则下列说法正确的是( )
A.电源电压为 14 伏
B.电源电压为 7 伏
C.电阻R上电压为 3.6 伏
D.电阻R上电压为 2.4 伏
【答案】C
【解析】由电路图知道,灯泡与定值电阻串联,电压表V测量电源电压,电压表V1测量灯泡两端的电压。由于电压表 V 指针的偏角小于电压表 V1指针的偏角,说明,电压表 V使用的是0-15V量程,分度值是0.5V,示数是6V,即电源电压是6V;电压表V1使用的是0-3V量程,分度值是0.1V,示数是2.4V,由串联电路电压的特点知道,电阻R两端的电压是6V-2.4V=3.6V综上所述,只有C正确。
16.(2023八上·上虞期末)下如图所示,电源电压不变,电阻,闭合开关,小明在实验过程中仅记录了三只电表的示数,分别为1、4、5,但漏记了单位。关于所用电源的电压和电阻R1的阻值,下列判断正确的是( )
A.4V 2Ω B.5V 1Ω C.4V 1Ω D.2V 2Ω
【答案】C
【解析】对电流表A1的示数进行假设,根据U=IR计算出电压,再与其它两个数字进行比较,进而确定数据和电表的对应关系,最后根据并联电路的特点计算即可。
【解答】根据图片可知,电阻R1与R2并联,电压表测电源电压,电流表A1测通过R2的电流,电流表A2测通过干路的总电流。
如果A1的示数为1A,那么R2的电压为:U2=I2R2=1A×4Ω=4V,正好与其中的“4”匹配,
那么电压表的示数为4V,电流表A2的示数为5A;
并联电路中,总电压等于各支路电压,则U总=U2=U1=4V;
通过R1的电流为:I1=I总-I2=5A-1A=4A;则R1的阻值:。
17.(2023八上·拱墅期末)如图所示的实物电路,在S1、S2都闭合时,若灯泡L1电阻比L2大,则下列说法正确的是( )
A.通过L2中的电流小于L1中的电流
B.通过L2中的电流大于L1中的电流
C.L2两端的电压大于L1两端的电压
D.L2两端的电压小于L1两端的电压
【答案】B
【解析】由实物图知, S1、S2都闭合后,两灯泡并联。并联电路,各支路两端电压相等,等于电源电压,电流=
【解答】并联电路中,各支路两端的电压与电源电压相同,电阻大的电流小,所以通过L2中的电流大于L1中的电流 ,故B正确;
18.(2023八上·杭州期末)某兴趣小组利用实验室仪器自制了简易测温仪,其原理如图所示,其中电源电压保持不变,电阻R0为定值电阻,R是热敏电阻,其阻值随温度的增大而减小,显示仪是由电流表或电压表改装而成。关于此测温仪,下列分析不合理的是( )
A.R与R0是串联
B.显示仪是由电压表改装成的
C.当被测温者体温较高时,显示仪的示数也会变大
D.将R0更换为阻值更大的定值电阻,测相同温度时显示仪示数会变小
【答案】D
【解析】(1)用电器首尾相连为串联,并排连接在电路两点之间为并联;
(2)电流表与用电器串联,电压表与用电器并联;
(3)根据温度变化确定热敏电阻的阻值变化,然后根据分析总电流的变化,最后根据U=IR分析显示仪的示数变化;
(4)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此分析R0两端的电压变化即可。
【解答】A.根据图片可知,热敏电阻与R0首尾相连,应该为串联,故A正确不合题意;
B.显示仪与R0并联,应该为电压表,故B正确不合题意;
C.当被测温者体温较高时,热敏电阻的阻值减小,根据可知,电路的总电流增大。根据U=IR可知,电压表显示仪的示数变大,故C正确不合题意;
D.相同温度时,热敏电阻阻值不变,当R0变大时,此时二者的比值增大。根据串联电路电压与电阻成正比可知,此时显示仪的示数会变大,故D错误符合题意。
19.(2023八上·青田期末)小红同学在探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中正确的是( )
A.导体R的电阻大于导体L的电阻
B.若把R和L串联,电路电流为0.1安时,电路中的总电阻为15欧
C.若把R和L并联,电源电压为2伏时,电路中的总电流为0.5安
D.导体R的电阻与导体两端的电压成正比,与导体的电流成反比
【答案】B
【解析】(1)根据图像比较两个电阻的阻值大小;
(2)首先根据图像确定0.1A时它们两端的电压,再根据U总=U1+U2计算出总电压,最后根据计算出总电阻;
(3)根据图像确定电压为2V时通过二者的电流,然后根据I总=I1+I2计算总电流;
(4)根据电阻的性质判断。
【解答】A.根据图像可知,R的图像为一条斜线,那么R的阻值一定。而L的图像为一条曲线,则L的阻值不断改变,因此无法比较二者阻值的大小,故A错误;
B.当电流为0.1A时,R的电压为1V,L的电压为0.5V,则总电压为U总=U1+U2=1V+0.5V=1.5V:
总电阻为:,故B正确;
C.当电压为2V时,通过R的电流为0.2A,通过L的电流为0.25A,那么并联时的总电流为:I总=I1+I2=0.2A+0.25A=0.45A,故C错误;
D.电阻是导体一种性质,只与材料、长度、横截面积和温度有关,与电压和电流大小无关,故D错误。
20.(2021·浙江·八年级专题练习)小明按图甲的电路进行实验,当闭合开关用电器正常工作时,电压表和的指针偏转完全一样,如图乙所示,则两端电压为______V,两端电压为______V。
【答案】8 2
【解析】[1][2]由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测总电压,V2测L2两端的电压。由于两表的指针偏转完全一样,则说明测总电压的V1使用的是0~15V量程,分度值为0.5V,示数为10V;测L2两端电压的V2使用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2V。即总电压为10V,L2两端电压为2V,则L1两端电压为U1=U-U2=10V-2V=8V
21.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。
(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。
22.如图所示,当S1闭合、S2断开时,电压表的示数为2.5 V;当S1断开、S2闭合时,电压表的示数为6 V。灯L1两端的电压为 V,电源电压为 V。
【答案】2.5;6
【解析】根据开关的闭合和断开,确定电路的串并联关系,以及电压表所测的电压值,最后根据串并联电路的电压规律完成计算即可。
【解答】如图所示,当S1闭合、S2断开时,两个灯泡串联,电压表测L1的电压。此时电压表的示数为2.5 V,即U1=2.5V;
当S1断开、S2闭合时,两个灯泡仍然串联,此时电压表测总电压。此时电压表的示数为6 V,则U总=6V。
23.(2023八上·婺城期末)如图所示的电路中,已知电阻R1∶R2=2∶3。请回答:
(1)如果甲、乙两表均为电压表,S闭合时,两表的示数之比U甲:U乙= 。
(2)如果甲、乙两表均为电流表,S断开时,两表的示数之比I甲:I乙= 。
【答案】(1)2:5 (2)5:3
【解析】(1)在串联电路中,电压与电阻成正比;
(2)在并联电路中,电流与电阻成反比。
【解答】(1)如果甲、乙两表均为电压表,S闭合时,两个电阻串联,电压表甲测R1的电压,乙测电源电压。
在串联电路中,电压与电阻成正比,即U1:U2=R1:R2=2:3;
则U甲:U乙=U1:(U1+U2)=2:(2+3)=2:5。
(2)如果甲、乙两表均为电流表,S断开时,两个电阻并联,电流表甲测总电流,乙测通过R1电流。
在并联电路中,电流与电阻成反比,即I1:I2=R2:R1=3:2;
则I甲:I乙=(I1+I2):I1=(3+2):3=5:3。
24.如图所示的电路中,当S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为6 V;当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为3 V。则:(电压表正、负接线柱随电路改变接线正确)
(1)电源电压是 。
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电压表的示数为 。
【答案】(1)9 V (2)9 V
【解析】(1)(2)根据开关的断开和闭合,确定灯泡的串并联关系,确定电压表所测的物理量,最后根据串并联电路的电压规律计算即可。
【解答】(1)根据图片可知,当S1闭合,S2、S3断开时,两个灯泡串联,此时电压表测L1的电压,此时电压表的示数为6 V,那么U1=6V;
当S1、S3断开,S2闭合时,两个灯泡串联,电压表测灯泡L2的电压,此时电压表示数为3 V,那么U2=3V;
则电源电压U总=U1+U2=6V+3V=9V。
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,此时电压表测灯泡L1的电压,且灯泡L2被短路,即电路里只有L1。那么电压表的示数等于电源电压,即U1'=U总=9V。
25.(2021八上·吴兴期末)小明在测小灯泡电阻的实验时(图中电流表、电压表未画出)发现小灯泡突然不亮了,为寻找原因,他想进行了如下操作,并画出思维导图,请将小明分析过程补充完整。
【答案】①L短路 (小灯泡短路) ②R断路(除小灯泡以外的电路中某处断路,比如导线接触不良)
【解析】根据电流表和电压表在电路故障判断中的作用分析解答。
【解答】在电路中串联电流表,
(1)如果电流表有示数,那么说明电路没有发生断路,即电流从灯泡附近经过却没有经过灯泡,因此应该为L短路;
(2)如果电流表没有示数,那么说明电路发生短路。再将电压表并联在灯泡两端,
①如果电压表的示数为0V,那么说明断路没有发生在灯泡这里,肯定是定值电阻R断路;
②如果电压表的示数为3V,那么说明电压表与电源两极之间连接完好,即肯定是灯泡断路。
26.某同学设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小。其中R是滑动变阻器,R0是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电压表。当金属片受到的压力增大时,变阻器的阻值________(选填“变大”“变小”或“不变”,下同),压力表示数________。
【答案】变大;变大
【解析】(1)在串联电路中,电压与电阻成正比,即电阻越大,它分得的电压越大;
(2)金属片受到压力时向下运动,据此分析变阻器的阻值变化,最后根据串联电路的分压规律判断电压表的示数变化。
【解答】根据图片可知,定值电阻R0与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。
当金属片受到的压力增大时,滑片向下运动,此时变阻器的阻值变大,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,压力表的示数变大。
27.(2022八上·柯桥月考)某兴趣小组的同学欲采用以下的实验器材探究串联电路电压的特点。
(1)请在答题卷的框中画出对应的电路图。
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是: 。
(3)某同学在测量了L1两端的电压后,断开开关,然后将AE导线的A端松开,接到D接线柱上,测量小灯泡L2两端的电压,这一做法存在的问题是 。
【答案】(1) (2)L1开路 (3)电压表的正负接线柱接反了
【解析】(1)根据实物图确定串并联关系和连接的顺序,然后依次用电路符号替代,从而画出对应的电路图即可。
(2)当灯泡L1开路时,电压表与L2串联,由于它的内阻很大,因此通过灯泡的电流很小,则L2不发光。在串联电路中,电压与电阻成正比,则电压表几乎分得全部电压,即电压表的指针偏转明显。
(3)注意电表的正负接线柱连接是否正确。
【解答】(1)根据实物图可知,灯泡L1与L2串联,电压表测L1的电压。
①电流从正极出发,依次经过开关、L2、L1,然后回到电源灯负极;
②将电压表并联在L1的左右两端即可,如下图所示:
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是:L1开路。
(3)原来AE与电源的负极相连,则E肯定为“-”接线柱。如果将A改接到D上,那么E与电源正极相连,违反了电压表的使用规范,则存在的问题是:电压表的正负接线柱接反了。
28.如图所示是“探究串联电路电压特点”的实验。
(1)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表的示数为零,原因可能是 (填一种即可)。
(2)小芳保持电压表的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,测量L2两端的电压。她能否测出L2两端的电压 ,理由是 。
(3)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在下表中,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。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)L2开路(L1短路)
(2)不能;电压表的正、负接线柱接反了
(3)一次实验具有偶然性;更换不同规格的灯泡进行多次实验
【解析】(1)根据图片可知,当灯泡L1发生短路时,电压表同时被短路,此时电压表的示数为零。当灯泡L2发生断路时,整个电路没有电流经过,因此电压表的示数为零。
(2)根据电压表的连接方法分析解答;
(3)在科学探究中,往往需要换用不同的实验器材,收集多组实验数据,这样得到的结论会更加客观,具有普遍意义。
【解答】(1)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表的示数为零,原因可能是:L2开路(L1短路)
(2)小芳保持电压表的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,测量L2两端的电压。她不能测出L2两端的电压,理由是:电压表的正、负接线柱接反了。
(3)我认为小明的做法只做一次实验具有偶然性,改进方法为:更换不同规格的灯泡进行多次实验。
29.小刚和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电压关系,用三节干电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同。
(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路。要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压。
(2)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用“0~3 V”的量程。小丽说这样不行,规范的操作方法应该是 。
(3)他们在测量L2两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为零。小刚用电压表检测L1两端的电压,示数为电源电压,由此判断出L1处的故障是 。L2是短路还是正常的 小丽在原电路中又添加了一个电学器材,就检验出了结果,她的方法可能是 。
(4)他们排除故障后继续实验,得出了如下表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应当 。
物理量 L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V 串联总电压U总/V
数据 1.4 3.1 4.5
【答案】(1)解:如图所示
(2)先选用电压表“0~15 V”量程试触,如果示数小于3 V,再改用“0~3 V”量程测量
(3)开路;用一个完好的灯泡并联在L1两端(或替换L1),若L2发光,则说明L2正常,否则L2短路
(4)换用不同规格的器材(灯泡或电源),进行多次测量
【解析】(1)用电器首尾相连为串联,结合电压表的使用方法完成作图即可;
(2)根据电压表的接入方法分析解答;
(3)在探究串联电路电压规律的实验中,如果灯泡L1发生断路,此时电压表串联在电路中。由于电压表的内阻很大,所以电流会很小,那么两个灯泡都不发光,而电压表的示数接近电源电压。如果灯泡L2发生短路,那么电压表也被短路,因此灯泡L1的电压等于电源电压,此时L1被烧坏也不发光。要检测哪个灯泡发生问题,可以使用“灯泡并接法”进行检测。
(4)在科学探究中,往往需要换用不同的实验器材,反复进行多次实验,从而收集多组数据,这样得到的结论会更客观,具有普遍意义。
【解答】(1)电流从正极出发,依次连接开关、灯泡L2、灯泡L1,然后回到负极,然后将电压表并联在灯泡L1和L2的两端即可,如下图所示:
(2)刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用“0~3 V”的量程。小丽说这样不行,规范的操作方法应该是:先选用电压表“0~15 V”量程试触,如果示数小于3 V,再改用“0~3 V”量程测量。
(3)他们在测量L2两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为零。小刚用电压表检测L1两端的电压,示数为电源电压,由此判断出L1处的故障是开路。
L2是短路还是正常的 小丽在原电路中又添加了一个电学器材,就检验出了结果,她的方法可能是:用一个完好的灯泡并联在L1两端(或替换L1),若L2发光,则说明L2正常,否则L2短路。
(4)他们排除故障后继续实验,得出了如下表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应当:换用不同规格的器材(灯泡或电源),进行多次测量。
30.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是________。
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是________(写出一种即可)。
(3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中。
UAB/V UBC/V UAC/V
1.4 1.4 2.8
①分析实验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的电压________各部分电路两端电压之和:
②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
(4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是________,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________。
(5)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是________。
【答案】(1)对电压表进行调零 (2)L2断路(或L1短路) (3)等于
(4)选用相同规格的灯泡做实验;只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性
(5)不能;电压表的正负接线柱接反了
【解析】(1)在使用电压表之前,要观察它的指针是否指零。如果不指零,那么就要进行调零;
(2)电压表没有示数,可能是它被短路,也可能是电路中根本就没有电流产生,即灯泡L2发生断路;
(3)①将前面两个电压相加,然后与总电压进行比较即可;
(4)在串联电路中,电压的分配与电阻成正比;如果两个灯泡的规格相同,即电阻相同,那么它们两端的电压就相等。为了使得到的结论更客观,准确,往往需要换用不同的实验器材反复进行实验,通过大量的数据分析,从而避免偶然性;
(5)在使用电压表使,必须使“+”接线柱接电源正极,“-”接线柱接电源负极,据此分析即可。
【解答】(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是:对电压表进行调零。
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是:L2断路(或L1短路)。
(3)①将前面两个数据相加得到:1.4V+1.4V=2.8V,因此得到结论:串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和:
(4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是:选用相同规格的灯泡做实验,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是:只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性。
(5)根据甲图可知,电压表的A端与电源正极相连,肯定是“+”接线柱。如果将A与C点相接,那么“+”接线柱就与电源负极相连,因此这个方法是不能测量L2的电压的,理由是:电压表的正负接线柱接反了。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第5节 电压的测量
考点一、电压
(一)电压的作用
(1)电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因。电压可给电流提供推动作用。
(2)用水流理解电流的形成,用类比法理解电压。
(二)电源的作用:电源是提供电压的装置,如干电池、蓄电池、发电机等。
(三)电压的单位
国际上通常用字母U表示电压,电压的单位是伏特,简称伏,符号是V。其单位还有千伏(kV )、毫伏(mV)和微伏(μV)。它们的换算关系为1千伏=1000伏,1伏=1000毫伏,1毫伏= 1000微伏
(四)常见的电压值
(1)一节普通干电池的电压U= 1.5伏;
(2)一节蓄电池的电压U=2伏;
(3)家庭照明电路的电压U= 220伏:
(4)一般情况下,对人体的安全电压不高于36伏( U≤36伏)。
典例1:(2023八上·德清期末)导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动,如图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,那么此“高度差”表示的量是( )
A.电流 B.电阻 C.电压 D.实际的高度差
变式1:如图所示,将手机充电器插人家庭电路插座中,即可为手机充电。充电器为手机充电时的输出电压约为( )
A.1.5V B.5V C.l10V D.220V
变式2:下列说法中错误的是( )
A.我国家庭照明电路的电压为220 V
B.我国家庭照明电路的电压为380 V
C.一节新干电池的电压为1.5 V
D.一般情况下,36 V以下的电压对人体是安全的
变式3:电池技术的发展正推动新能源汽车的日趋成熟。
(1)如图甲是某电动汽车的一个电池组,它由多个单体电池组成,每个单体电池的电压为4V,整个电池组电压为60V,则每个单体电池间应属于______联。
(2)如图乙为国产油电混合动力汽车,在行驶过程中内燃机也可以给汽车蓄电池充电,充电时蓄电池相当于电路中的______。(填电路元件名称)
考点二、电压的测量
(一)认识电压表
(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。
(二)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)。
(三)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
典例1:电压表的表盘及指针如图所示,若接“0~3 V”量程,电压表的读数为 V;若接“0~15 V”量程,表盘上每一小格代表 V,电压表的读数为 V。
变式1:(2022八上·舟山月考)如图所示,a、b、c表示的是电压表或电流表,当K1、K2都闭合时,下列正确说法正确的是( )
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
变式2:如图所示电路图中,电压表测L2两端电压的是( )
A. B. C. D.
变式3:(2023八上·嘉兴期末)将铜片和锌片放入装有盐水的烧杯中,就成了一个自制电池。用导线将电压表、铜片、锌片相连,结果如图所示,电压表示数为 V,铜片是电池的 极。
考点三、串、并联电路的电压特点
(一)串联电路电压的关系
串联电路两端的总电压等于各串联导体两端的电压之和。表达式:U=U1+U2+...+Un。
(二)并联电路电压的关系
并联电路中,各支路两端电压都相等。表达式:U=U1=U2=...=Un
(三)实验过程中注意的事项
(1)连接实物电路时,一定要对照电路图,可从电源的正极出发,依次经过开关小灯泡,最后回到电源的负极;电压表最后并联到所测电路的两端。(先串后并)
(2)连接实物电路过程中,开关一定要处于断开状态,原因是防止电路连接错误,造成电路短路而烧坏电源或用电器。每次连接完电路,一定要检查无误后,再闭合开关。
(3)实验中,每次读数后,应及时断开开关。
(4)实验中的2个小灯泡应选取规格不同的,否则会得出串联电路中U1=U2这一错误结论。
(5)对于需要分析实验数据而得出结论的实验,可以先将需要测量的物理量罗列出来,然后设计一个表格,把实验中测出的数据填人表格,并试着将它们分别相加相减相乘或相除等以找出这些数据之间的关系。(6)为了验证探究结论的普遍性,可进行多次实验,其目的是选取多组数据,从而分析归纳,得出一个普遍的规律。如本实验中还可多次改变电源电压或换用规格不同的小灯泡。
典例1:在探究“串联电路各点间电压关系”的实验时,有多个不同规格的灯泡可供选择,小明把其中两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上,如图所示。
(1)当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时,闭合开关后测得的数据是:UAB=12 V、UBC=0 V、UAC=12 V,则故障可能是 。(答出一处即可)
(2)故障排除后,小明进行了实验,测得UAB=4 V、UBC=8 V、UAC=12 V,于是他就得到结论:串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和。请你对他的实验进行评估: 。
变式1:在“探究串联电路电压关系”的实验中,科学实验小组按如图所示的电路测得电压表V的示数是3.8 V,V1的示数是2.3 V,V2的示数应为( )
A.1.5 V B.3.8 V C.2.3 V D.6.1 V
变式2:(2023八上·拱墅期末)如图所示电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是( )
A.电压表示数不变,电流表示数变大
B.电压表示数不变,电流表示数变小
C.电压表示数变大,电流表示数不变
D.电压表示数变大,电流表示数变大
变式3:为探究并联电路中电压的规律,实验室提供的器材有:干电池组(电压为3 V)、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整,要求电压表测量灯泡L1两端的电压。
(2)电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯泡L1、L2两端的电压和并联电路的总电压,电压表示数相同,如图乙所示,其值为 V。根据这组数据,该小组得出并联电路中电压的规律。你认为实验的疏漏之处是 。纠正后得到并联电路中的电压规律为 。
1.(2022·浙江金华·八年级期末)正确使用仪表是科学实验基本技能之一。下面四幅电路图中,仪表连接正确的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,电源电压为6 V保持不变,当开关S闭合时,灯泡L1、L2均正常发光,电压表的示数为2.5 V,则灯泡L1两端的电压是( )
A.2.5 V B.3.5 V C.5 V D.6 V\
3.在“探究串、并联电路电压特点”的实验中,某同学整理的课堂笔记如下,其中有问题的是( )
A.在连接电路过程中,开关要保持断开状态
B.在不确定待测电压时,应该先采用小量程试触
C.测量时,应该选用不同规格的灯泡进行实验
D.电压表应该与待测用电器并联
4.(2023八上·椒江期末)小科利用如图电路探究串联电路的特点。下列说法不正确的是( )
A.该电路是为了研究串联电路电压的特点
B.实验中应换用不同规格的灯泡进行多次实验
C.实验测得的数据关系是UAC=UAB+UBC
D.若BC间无电压表,测BC间电压时只需将A点改接到C点即可
5.通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图像如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为3 V的电源两端。下列分析正确的是( )
A.R甲∶R乙=2∶1 B.U甲∶U乙=2∶1 C.I甲∶I乙=2∶1 D.I乙∶I甲=2∶1
6.如图所示,在“○”处可以连接电流表或电压表测量电路中的电流或电压。为使L1与L2串联,以下做法正确的是( )
A.a为电流表,b为电压表,c为电流表 B.a为电压表,b为电压表,c为电流表
C.a为电流表,b为电流表,c为电压表 D.a为电压表,b为电流表,c为电流表
7.(2023八上·义乌期末)右图说法正确的是( )
A.R1与R2并联 B.V1测电源电压 C.V2测R1两端电压 D.V3测R2两端电压
8.如图所示的电路,开关S接到a时,电压表的示数为9 V;开关S接到b时,电压表的示数为4 V。下列说法不正确的是( )
A.电源电压为9 V B.灯L1两端的电压为4 V
C.灯L2两端的电压为4 V D.灯L1和灯L2两端的总电压为9 V
9.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.8V 2V B.10V 2V C.2V 8V D.2V 10V
10.在如图(a)所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图(b)所示,则灯L1和L2的电阻之比为 ( )
A.5∶1 B.4∶1 C.1∶2 D.1∶1
11.如图所示,电路中电源电压不变,闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变大
B.电压表的示数变大,电流表的示数不变
C.电压表的示数不变,电流表的示数变大
D.电压表的示数不变,电流表的示数不变
12.如图所示的电路,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P向右滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,判断正确的是( )
A.电压表示数变小,电流表示数不变
B.电压表示数不变,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小
13.如图所示的电路,闭合开关,小灯泡正常发光。若将小灯泡和电流表的位置互换,则闭合开关后的现象是( )
A.小灯泡不发光,电压表没有示数
B.小灯泡不发光,电流表没有示数
C.小灯泡正常发光,电压表没有示数
D.小灯泡正常发光,电流表没有示数
14.(2021·浙江·九年级专题练习)在某次电学实验中,小科按如图(1)所示的电路连接仪器,闭合开关S后电压表V1和V2的示数如图(2)所示,下列对该电路分析不正确的是( )
A.两表量程不同,L1和L2串联 B.两表量程不同,L1短路
C.两表量程相同,L1开路 D.两表量程相同,L2短路
15.(2021·浙江·八年级专题练习)在如图所示的电路中,开关 S 闭合时, 电压表 V 和 V1 的示数如图甲、乙所示。 则下列说法正确的是( )
A.电源电压为 14 伏
B.电源电压为 7 伏
C.电阻R上电压为 3.6 伏
D.电阻R上电压为 2.4 伏
16.(2023八上·上虞期末)下如图所示,电源电压不变,电阻,闭合开关,小明在实验过程中仅记录了三只电表的示数,分别为1、4、5,但漏记了单位。关于所用电源的电压和电阻R1的阻值,下列判断正确的是( )
A.4V 2Ω B.5V 1Ω C.4V 1Ω D.2V 2Ω
17.(2023八上·拱墅期末)如图所示的实物电路,在S1、S2都闭合时,若灯泡L1电阻比L2大,则下列说法正确的是( )
A.通过L2中的电流小于L1中的电流
B.通过L2中的电流大于L1中的电流
C.L2两端的电压大于L1两端的电压
D.L2两端的电压小于L1两端的电压
18.(2023八上·杭州期末)某兴趣小组利用实验室仪器自制了简易测温仪,其原理如图所示,其中电源电压保持不变,电阻R0为定值电阻,R是热敏电阻,其阻值随温度的增大而减小,显示仪是由电流表或电压表改装而成。关于此测温仪,下列分析不合理的是( )
A.R与R0是串联
B.显示仪是由电压表改装成的
C.当被测温者体温较高时,显示仪的示数也会变大
D.将R0更换为阻值更大的定值电阻,测相同温度时显示仪示数会变小
19.(2023八上·青田期末)小红同学在探究“通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中正确的是( )
A.导体R的电阻大于导体L的电阻
B.若把R和L串联,电路电流为0.1安时,电路中的总电阻为15欧
C.若把R和L并联,电源电压为2伏时,电路中的总电流为0.5安
D.导体R的电阻与导体两端的电压成正比,与导体的电流成反比
20.(2021·浙江·八年级专题练习)小明按图甲的电路进行实验,当闭合开关用电器正常工作时,电压表和的指针偏转完全一样,如图乙所示,则两端电压为______V,两端电压为______V。
21.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。
22.如图所示,当S1闭合、S2断开时,电压表的示数为2.5 V;当S1断开、S2闭合时,电压表的示数为6 V。灯L1两端的电压为 V,电源电压为 V。
23.(2023八上·婺城期末)如图所示的电路中,已知电阻R1∶R2=2∶3。请回答:
(1)如果甲、乙两表均为电压表,S闭合时,两表的示数之比U甲:U乙= 。
(2)如果甲、乙两表均为电流表,S断开时,两表的示数之比I甲:I乙= 。
24.如图所示的电路中,当S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为6 V;当S1、S3断开,S2闭合时,电压表示数为3 V。则:(电压表正、负接线柱随电路改变接线正确)
(1)电源电压是 。
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电压表的示数为 。
25.(2021八上·吴兴期末)小明在测小灯泡电阻的实验时(图中电流表、电压表未画出)发现小灯泡突然不亮了,为寻找原因,他想进行了如下操作,并画出思维导图,请将小明分析过程补充完整。
26.某同学设计了如图所示的压力测量仪,可以反映弹簧上方金属片受到压力的大小。其中R是滑动变阻器,R0是定值电阻,电源电压恒定不变,压力表实际上是一个电压表。当金属片受到的压力增大时,变阻器的阻值________(选填“变大”“变小”或“不变”,下同),压力表示数________。
27.(2022八上·柯桥月考)某兴趣小组的同学欲采用以下的实验器材探究串联电路电压的特点。
(1)请在答题卷的框中画出对应的电路图。
(2)连接好电路,闭合开关发现两灯都不亮,电压表指针有明显偏转,则故障是: 。
(3)某同学在测量了L1两端的电压后,断开开关,然后将AE导线的A端松开,接到D接线柱上,测量小灯泡L2两端的电压,这一做法存在的问题是 。
28.如图所示是“探究串联电路电压特点”的实验。
(1)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表的示数为零,原因可能是 (填一种即可)。
(2)小芳保持电压表的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,测量L2两端的电压。她能否测出L2两端的电压 ,理由是 。
(3)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在下表中,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。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
29.小刚和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电压关系,用三节干电池串联做电源,两只小灯泡的规格不同。
(1)请用笔画线代替导线,连接实验电路。要求:L1和L2串联,电压表测量两灯串联后的总电压。
(2)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用“0~3 V”的量程。小丽说这样不行,规范的操作方法应该是 。
(3)他们在测量L2两端的电压时,两灯突然熄灭,电压表示数变为零。小刚用电压表检测L1两端的电压,示数为电源电压,由此判断出L1处的故障是 。L2是短路还是正常的 小丽在原电路中又添加了一个电学器材,就检验出了结果,她的方法可能是 。
(4)他们排除故障后继续实验,得出了如下表所示的一组数据。为了得出串联电路电压关系的普遍规律,他们还应当 。
物理量 L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V 串联总电压U总/V
数据 1.4 3.1 4.5
30.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是________。
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是________(写出一种即可)。
(3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中。
UAB/V UBC/V UAC/V
1.4 1.4 2.8
①分析实验数据得出两个实验结论:①串联电路两端的电压________各部分电路两端电压之和:
②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
(4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是________,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是________。
(5)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法________(选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是________。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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