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第五节 测量电压
电 源 电压 电流
提供
形成
抽水机 水压 水流
提供
形成
一、电压(U)
(一)电压概述
1、电压是促使电荷在电路中定向移动而形成电流的原因。
2、电源是提供电压的装置。
总结:电源提供电压,电压形成电流,且:
(二)电压单位
1、基本单位:伏特(伏):V
2、常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
3、关系:1kV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000μV
比一比,赛一赛
1、256kV= V
2、220mV= V
3、2.8×104μV= mV
2.56×105
0.22
28
4、常见电压值:
(1)一节干电池电压:1.5伏。
(2)家庭电路的电压:220伏。
(3)对人体安全的电压:不高于36伏。
电鳐的模样很怪,扁平身子,头和胸连在一起,浑身光滑无鳞,电鳐凭着自己的“电武器”,能随意放电,在海洋里几乎是无敌的,能产生200伏特以上的电压。
人如果不小心踩着海底的电鳐时,它放出的电足够将一个成年人电倒。
二、电压表
3
15
(一)电压表概述
1、作用:测量电压的大小(高低)。
2、符号:
3、“+”“—”接线柱的识别与接法
4、结构:(1)接线柱;(2)刻度盘;(3)指针;(4)调零旋钮。
活动:观察电压表,认清量程和分度值,练习读数
如果用“-”和“15”两接线柱,每大格表示 v,每小格表示 v。
如接“-”和“3”两接线柱,电压表使用的量程是 v,每大格表示 v, 每小格表示 v.
3
1
0.1
5
0.5
(二)电压表的示数
1、
注意:两个量程之间是5倍的关系。
2、应用
(1)根据量程和指针,读电流值
(2)根据电流值,连接线柱,画指针
(三)电压表的使用规则:
1、电压表应与被测用电器(电路)并联
(1)原因:串联时,它们相当于接在相同的两点之间,它们的电压相等。
(2)接法:要测哪个用电器(或哪段电路)的电压,就把电压表两接线柱分别接在那个用电器(或那段电路)的两端。
说明:电压表的电阻很大(相当于断开),若电压表与某个用电器(或某段电路)串联,就相当于把它们给断路了。
2、应让电流从电压表的“+”接线柱流入,从“—”接线柱流出。(“+”进“—”出)
(1)原因:“+”进“—”出时,指针才能向右正向偏转。
(2)接法:流入电压表端,接“+”接线柱;从电压表流出端,接“—”接线柱。
说明:
(1)若“+”“—”接线柱接反了,则指针反偏(①测不出U;②打弯指针)
(2)若导线与接线柱接触不良。则指针摇摆不定(左右晃动)
3、被测电压不能超过电压表的量程
(1)原因:若超过量程,则①测不出U;②打弯指针;③烧坏电压表
(2)要求:连接前,先估算U值,再选量程:3V以下,选3V;3V——15V,选15V。
说明:
在不能估测电压时,可用“试触”法选量程
(1)先选较大量程试触
(2)迅速合断开关(或线头),观察指针偏转:
①指针偏转角度太小,说明量程选大了;
②指针偏转超出满刻度,说明量程选小了;
③指针偏转角度较大,且没超出满刻度,说明量程选择适当。
④指针偏转向左(反偏),说明“+”“—”接线柱接反了;
⑤指针摇摆不定,说明接线柱接触不良;
⑥指针不偏转,说明电压表被短路或被短接。
4、电压表可直接接到电源两极上,即:测电源电压。
(1)原因:电压表的电阻很大,电流很小。
(2)接法:“+”接正,“—”接负
电流表 电压表
符号
所测物理量
连接方式
接线柱的连接
量程
能否直接接在 电源两极
电压
并联在电路中
可以
电流
电压表与电流表作比较
串联在电路中
电流“+”进“-”出
选择合适的量程
不能
(四)电压表的接法及作用:
总结:
识别电压表作用的方法:看电压表的两接线柱分别接在哪个(或哪些串联后)的用电器的两端,电压表就测那个用电器的电压(或那些串联后的总电压)。
三、电压规律
(一)实验探究:电压表测出n节电池串联或并联后的总电压
1、实验:
合作探究:
请用电压表分别测出一节干电池的电压和两节干电池串联和并联,三节干电池串联和并联后的总电压。
记录数据表格
2、规律:
(1)n节相同电池串联后的总电压(U串)等于n节电池电压(U0)之和,即:U串=nU0。(U串﹥U0)
(2)n节相同电池并联后的总电压(U串)等于1节电池电压(U0)之和,即:U并=U0。
(二)实验探究:串联电路U、U1、U2的关系
1、实验:
提出问题
在下图中,两个灯泡是串联接入电路的。那么在电路中的L1两端电压UAB、L2两端的电压UCD与L1、L2两端的总电压UAD可能有什么样的关系?
猜想与假设:
A
B
D
L1
L2
C
制定计划与设计实验
分别把电压表接入图中L1两端、L2两端测出电压,然后测出L1、L2两端的总电压,看看测得的电压之间有什么关系?
A
B
D
LI
L2
C
A
B
D
LI
L2
C
V
V
A
B
D
L1
L2
V
C
进行实验
L1
L2
A
B
C
D
1、 连接电路时开关应断开
2 、选择电压表合适的量程
3 、电压表要与所测用电器并联
4 、电压表的正负接线柱不要接反了
实验注意事项:
收集实验数据
测量对象 UAB/V UCD/V UAD/V
电压(V)
分析与论证
由数据我们可以看出:
串联电路两端的电压等于各部分电
路两端的电压之和。
UAD=UAB+UCD
2、规律:
串联电路两端的总电压等于各用电器的分电压之和,即:U=U1+U2或U=nU0。(U﹥U1或U2)
(三)实验探究:并联电路U、U1、U2的关系
1、实验:
提出问题
在下图中,两个灯泡是并联接入电路的。那么在电路中的L1两端与L2两端的电压有什么样的关系?
L1
L2
猜想与假设
A
B
D
C
制定计划与设计实验
分别用电压表测出A、B之间,C、D之间,A、D之间以及B、C之间的电压,看看测得的电压值之间有什么关系?
L1
L2
V
C
D
L1
L2
V
D
A
V
L1
L2
B
C
L2
L1
V
A
B
进行实验
L1
L2
A
B
C
D
测量对象 UAB/V UCD/V UAD/V UBC/V
电压(U)
收集实验数据
分析与论证
由数据我们可以看出:
交流与评估
并联电路中,各支路两端的电压相等.
UAB=UCD=UAD=UBC
2、规律:
并联电路各支路两端的电压相等,即:U=U1=U2。
小结:并联电路——U同。
注意:
1、多次实验;
2、用不同规格的灯泡实验。
总结:
(1)串联:
I1=I2=I3 U=U1+U2
(2)并联:
I=I1+I2 U=U1=U2
L1
L2
V1
V2
V
2、下面电路中,如果电压表V的示数是14V,电压表V1的示数是8V,那么电压表V2的示数应该是多少?
例题:
解: U=14V,U1=8V
U2 =U-U1
=14V-8V
=6V
答:电压表V2的示数是6V。
四、电路的故障分析
1、电灯不亮:原因可能是开路(断路)或短路。
2、电流表无示数:原因可能是电流表所在电路是开路或电流表短路。
3、电压表有示数:电压表并联的部分电路开路。
4、电压表无示数:电压表两极与电源同极连接或电压表短路。