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八上科学4.5电压的测量
一.知识归纳
1. 电压:电压使电路中的自由电荷定向移动形成电流(电源是提供电压的装置),用字母U表示。它的单位是伏特(Volt),简称伏,符号为V。
2. 水压和电压
(1)水压使水管中形成水流;电压使电路中形成电流
(2)抽水机是提供水压的装置;电源是提供电压的装置
(3)抽水机不停地工作才能形成持续的水流;电源一直提供电压才能形成持续的电流
3. 单位换算:1千伏 =103伏(V) 1伏(V)=103毫伏(mV) 1毫伏(mV)=103微伏(μV)
4. 电路中得到持续电流的条件:(1)有电源,存在电压;(2)电路是闭合电路。
5. 常见的电压值
6. 电压大小的测量仪器:电压表,符号是:。
7. 电压表的读数:一看量程;二看分度值;三根据指针位置读数。
特别提醒:(1)同一刻度线处,大量程的示数等于小量程示数的5倍。
(2)在记录数值时,要注意所使用的电压单位及取几位数值,数值的最后一位是估读的,数值的倒数第二位是准确的。
8. 电压表的使用
(1)观察指针是否指在“0”刻度线处,若没有,需调节调零按钮先将指针调零。
(2)电压表必须和被测用电器并联。(电压表的电阻很大,一般情况下几乎可以看作是绝缘体,通 过电压表的电流很小,几乎可以忽略不计。)
特别提醒:如果电压表和被测用电器串联,会导致电压表的示数等于电源电压,小灯泡不发光。
(3)必须让电流从电压表的正接线柱(红色接线柱)进入,再从负接线柱(黑色接线柱)流出。
特别提醒:如果电压表的正负极接反,指针会反转。
(4)必须正确选择电压表的量程。
特别提醒:1.在能估测电压大小的情况,先估测,在选择合适的量程。
2.无法估测时,利用试触法选量程。
操作方法:(1)首先接0~15v的量程,将开关迅速闭合并断开,眼睛观察指针是否超过最大量程的刻度线,若超过需要换用更大量程的电压表。(2)如果指针的偏转没有超出量程,但电压表示数大于3v,应接0~15v的量程。(3)如果电压表示数小于3v,应接0~3v的量程。
(5)允许将电流表直接连在电源两极上测电源的电压。
9. 电压表测量对象分析
(1)一般法:电压表与谁并联,就测谁的电压或抓住谁,测量谁。
(2)去源法:“去掉”电源(用手捂住电源),再看电压表与哪部分构成闭合回路,那么电压表测的就是那部分电路的电压。
(3)滑线法:电压表两端沿着连接的导线滑动到用电器或电源两端。(能跨过元件:开关、电流表。不能跨过元件:电源、用电器、电压表。)
(4)短路法:电压表去掉,假设用导线接该位置,若此时某些用电器或电源被短路,则这些用电器或电源即为该电压表测量的对象。
二.课堂练习
题型一.电压表的测量使用
例1.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.两表都不能将两接线柱直接接到电源的两极上
C.若有两个量程,一般都先用大量程“试触”
D.接入电路时,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出
【分析】电压表的使用规则:①电压表要并联在电路中;
②电流要从“+“接线柱流入,从“﹣“接线柱流出(否则指针反转)。
③被测电压不要超过电流表的量程(可以采用试触的方法来看是否超过量程)。
电流表的使用规则:①电流表要串联在电路中;
②电流要从“+“接线柱流入,从“﹣“接线柱流出(否则指针反转)。
③被测电流不要超过电流表的量程(可以采用试触的方法来看是否超过量程)。
④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上(电流表内阻很小,相当于一根导线。若将电流表连到电源的两极上,轻则使电流表损坏,重则烧坏电流表、电源、导线)。
【解答】解:
A、电流表和电压表使用前应校零,说法正确;
B、电流表不能直接接在电源上,本说法错误;
C、为读数准确和保护电表,应该用大量程试触,说法正确;
D、电流表和电压表都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,说法正确。
故选:B。
例2.如图所示,能正确地测出小灯泡L1两端电压的电路是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据电压表与被测用电器并联,并且流入电压表的电流必须从正接线柱流入,负接线柱流出对四个选项逐一分析,即可找出正确选项。
【解答】解:A、由图示电路图可知,电压表正负接线柱接反了,不能测出小灯泡L1两端电压,故A错误;
B、由图示电路图可知,3.电压表测量的是两灯泡串联总电压,测量的是电源电压,不能测出小灯泡L1两端电压,故B错误;
C、由图示电路图可知,电压表与小灯泡L2并联,测量的是小灯泡L2两端电压,不能测出小灯泡L1两端电压,故C错误;
D、由图示电路图可知,电压表并联在小灯泡L1两端,测小灯泡L1两端电压,故D正确;
故选:D。
例3.学生实验用的电压表有两种量程0~3V和0~15V,电压表上面一行示数看不清楚,而测量又必须用0~15V的量程,一同学见到指针指到小量程的1.7V,则实际的电压是( )
A.1.7V B.3.4V C.7.5V D.8.5V
【分析】电压表的量程有两个,0~3V和0~15V.0~3V量程,一个大格表示1V,里面有10个小格,分度值为0.1V;0~15V量程,一个大格表示5V,里面有10个小格,分度值为0.5V.从上面的分析可以看出,大量程的示数是小量程示数的5倍。由此可计算出电压表上的实际电压。
【解答】解:0~3V量程,分度值为0.1V;0~15V量程,分度值为0.5V.可以看出,大量程的示数是小量程示数的5倍。指针指到小量程的1.7V,因此用大量程测量时实际的电压是1.7V×5=8.5V。
故选:D。
例4.小珠用如图甲所示电路探究“串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.7.5V、1.5V B.6V、1.5V C.1.5V、7.5V D.1.5V、6V
【分析】首先根据串联电路的电压特点(U=U1+U2)确定电压表V1、V2示数的大小,然后根据电压表的读数方法读出示数。
【解答】解:因为电阻R1和R2串联,电压表V1测量的是电源电压,电压表V2测量的是R2电压,
根据串联电路的电压特点可知,电压表V1的示数比电压表V2的示数大;故电压表V1选的是0﹣15V的量程分度值为0.5V,根据指针位置可知,电压表读数为U=7.5V;表V2选的是0﹣3V的量程,分度值为0.1V,根据指针位置可知,电压表读数为U2=1.5V;
根据串联电路的电压特点可得,R1的电压:U1=U﹣U2=7.5V﹣1.5V=6V。
故选:B。
例5.小宁在探究练习使用电压表时,把电压表接成了如图所示的电路。当闭合开关时所发生的现象是( )
A.灯泡亮、电压表有示数
B.灯泡亮、电压表无示数
C.灯泡不亮、电压表有示数
D.灯泡不亮、电压表无示数
【分析】电压表应当并联使用,当串联使用时是有读数的。
【解答】解:由于电压表的电阻比较大,串联使用时,电路中的电流很小,灯泡不会亮,但电压表有读数,接近于电源电压。
故选:C。
变式训练1.如图所示电路,当闭合开关后,电压表测量的是( )
A.电源电压
B.灯L1两端的电压
C.灯L2两端的电压
D.灯L1和L2两端的电压的总电压
【分析】串联电路是将各元件依次连接起来,并联电路是将各用电器并列连接,根据串并联电路的特点即可判断电路的连接,根据电压表的正确使用方法确定电压表测量的电压。
【解答】解:因为两个灯是依次连接的,故两灯串联连接;因为电压表并联在L2两端,所以电压表测量L2两端的电压,故C正确。
故选:C。
变式训练2.小乐在实验室里连接了如图所示的电路,则有( )
A.小灯泡并联,电压表测电源电压
B.小灯泡串联,电压表测L2两端的电压
C.若灯泡L1短路,则电压表示数为零
D.若灯泡L2短路,则电压表示数为3V
【分析】(1)只有一条电流的路径是串联,有多条路径是并联;
(2)电压表并联在谁的两端就是测量的谁的电压。
(3)短路时导体的两端没有电压,根据串联电压特点分析其他导体的电压。
【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,此时两个小灯泡都发光,故A错误,B正确。
C、若灯泡L1短路,L1的电压为0,根据串联电压特点知,则电压表示数为电源电压,图中两节干电池,大约3V,故C错误;
D、若灯泡L2短路,L2的电压为0,电压表示数为零,故D错误。
故选:B。
变式训练3.如图所示电路,开关闭合时两个小灯泡正常发光,两个电压表指针均指在如图所示位置,L1、电源的电压分别为( )
A.1.4V;7.4V B.1.4V;7V C.1.4V;1.4V D.5.6V;7V
【分析】由图知,闭合开关后,两灯串联,电压表V1测电源电压;电压表V2测L2两端的电压;由串联电路的电压特点和两个电压表指针位置相同确定两个电压表的量程,并根据指针位置读出示数,最后利用串联电路的电压特点求出L1两端的电压。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关后,两灯串联,电压表V1测电源电压;电压表V2测L2两端的电压,由串联电路的电压特点可知,电压表V1的示数应大于电压表V2的示数;
而两个电压表指针位置相同,所以电压表V1选用的量程是0~15V,其分度值是0.5V,示数为7V,即电源电压为7V;
电压表V2选用的量程是0~3V,其分度值是0.1V,示数为1.4V,即L2两端的电压为1.4V,
由串联电路的电压特点可知,灯泡L1两端的电压为:U1=U﹣U2=7V﹣1.4V=5.6V;
故选:D。
变式训练4.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
【分析】由图可知,电路是由两个电灯串联而成,两个电压表分别测的是总电压和L2两端的电压;当电路各处完好时,这两个电压值是不会相等的,指针一样,则说明选择的量程不同。
【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。
变式训练5.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2.5V,V2的示数是3.8V,则电压表V3的示数是( )
A.1.3V B.2.5V C.3.8V D.6.3V
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V3测电源的电压,根据串联电路的电压特点可知电压表V3的示数。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V3测电源的电压,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表V3的示数即电源的电压为:U3=U1+U2=2.5V+3.8V=6.3V。
故选:D。
变式训练6.如图所示的电路中,能用电压表直接测出灯L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【分析】电压表的正确使用方法:①连接电压表的时候,电流要从正接线柱入,负接线柱出;②电压表正确测出灯L1两端电压,则电压表与灯L1并联。
【解答】解:A、由图可知,电压表测的是两灯串联的总电压,或电源电压,故A不符合题意;
B、由图可知,电压表接到了L1的两端,且正负接线柱正确,故B符合题意;
C、由图可知,电压表接到了L2的两端,测的是L2的两端电压,故C不符合题意;
D、由图可知,两电压表分别是测量电源电压和L2的两端电压,没有电压表测量灯L1两端电压,故D不符合题意。
故选:B。
变式训练7.如图所示的电路,当开关S闭合后,两个小灯泡都发光,此时电压表V1、V2的示数分别为6V和2.5V。则有关小灯泡L1、L2两端电压的说法中,错误的是( )
A.L1两端的电压为2.5V
B.电源电压为6V
C.L2两端的电压为2.5V
D.L1、L2两端的总电压为6V
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测灯L2两端的电压,根据电压表测量的对象以及串联电路的电压特点即可求出总电压、各灯泡两端的电压。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测灯L2两端的电压,所以L1、L2两端的总电压为6V,L2两端的电压为2.5V;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以灯L1两端电压:U1=U﹣U2=6V﹣2.5V=3.5V。
故选:A。
类型二.电流表与电压表的综合分析
例1.如图所示,在电路中,若甲、乙两处分别装入电表,当开关闭合后,两灯均能正常发光,则下列判断正确的是( )
A.甲、乙、都是电流表
B.甲、乙、都是电压表
C.甲是电压表,乙是电流表
D.甲是电流表,乙是电压表
【分析】因为电流表相当于导线,电压表相当于开路,如图所示当开关S闭合时,要使两灯均能发光,则两个灯泡为并联电路,可假设乙为电压表或电流进行分析,看能否满足两灯并联的要求。
【解答】解:电流表在电路中相当于导线,电压表在电路中相当于开路,
由图知,假设乙为电流表,则右边的灯泡会被短路,不能满足两灯均能发光的要求,所以乙只能为电压表;而如果甲为电压表,则会造成右边灯泡开路,不能满足两灯均能发光的要求,所以甲应是电流表;
因此甲为电流表,乙为电压表,此时两灯并2.2联。
故选:D。
例2.如图所示,a、b、c表示电压表或电流表,当S1、S2都闭合时,下列正确说法是( )
A.b、c是电流表,而a是电压表
B.a、b是电压表,而c是电流表
C.a、b、c都是电流表
D.a、b、c都是电压表
【分析】(1)电流表的使用规则是:①串联在电路中;②电流由正接线柱流入、负接线柱流出;③所测电流不能超过电流表的量程;④绝对不允许将电流表直接连在电源的两极上;
(2)电压表的使用规则是:①并联在电路中;②正接线柱靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极;③所测电压不能超过电压表的量程。
【解答】解:图中电路是并联电路;b与电源串联,在干路中,是测干路电流的,故b是电流表;
a并联在电路中,是测量电压的,故a是电压表;
c与支路中的R2串联,是测支路R2中的电流,故c是电流表;
故选:A。
例3.在如图所示的电路中,L1、L2两灯规格相同,①、②、③为电流表或电压表,闭合开关( )
A.若①、②为电流表,③为电压表,电路能正常工作
B.若①、③为电压表,②为电流表,则①③两表示数相同
C.若①、③为电流表,②为电压表,则①③两表示数相同
D.若②、③为电流表,①为电压表,则只有L1能发光
【分析】电流表相当于导线,应串联使用;电压表相当于开路,应并联使用;根据串并联电路的电压和电流规律,结合不同的连接方法可做出判断;注意不能造成电源短路。
【解答】解:A、若①、②为电流表,③为电压表,则电流会通过开关、两电流表直接从电源正极流回电源负极,造成电源短路,故A错误;
B、若①、③为电压表,②为电流表,则两灯泡串联,①电压表测电源电压,③电压表测灯泡L2两端的电压,两表示数不相同4.,故B错误;
C、若①、③为电流表,②为电压表,则电路为并联电路,①电流表测通过灯泡L2的电流,③电流表测干路电流,两表示数不相同,故C错误;
D、若②、③为电流表,①为电压表,则灯泡L2被短路,只有L1能发光,故D正确。
故选:D。
例4.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
【分析】电压表相当于断路,与用电器并联测量用电器两端电压;根据电流流向以及电压表的用法确定电路的连接方式以及测量对象。
【解答】解:由图知,闭合开关,电流从正极出发,经R2、R1回到负极,所以两只电阻串联;
电压表V2并联在电源两端,所以测量电源电压;
电压表V1并联在R1两端,所以测量R1两端电压;
电压表V3并联在R2两端,所以测量R2两端电压;故D正确,ABC错误。
故选:D。
变式训练1.如图所示的电路中,若闭合开关S,电压表的示数为3V,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A,则灯L2两端的电压为 3 V,通过灯L1的电流为 0.3 A。
【分析】电流表A1测干路的电流,电流表A2测灯L2的电流;由并联电路的特点求出流过小灯泡L1上的电流;电压表测电源电压,根据并联电路的电压规律可得灯L2两端的电压。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2支路的电流,电压表测电源两端的电压;
由于并联电路中,各支路两端的电压相等且等于电源电压,则L2两端的电压U2=U1=U=3V
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以通过L1的电流I1=I﹣I2=0.5A﹣0.2A=0.3A。
故答案为:3;0.3。
变式训练2.如图所示,开关闭合后灯均正常发光甲是 电压 表,乙是 电流 表(均填“电压”或“电流”)
【分析】电压表与被测用电器并联,并且在电路中相当于开路;电流表与被测用电器串联,并且在电路中相当于导线。
【解答】解:闭合开关S后,两个灯泡都能发光;甲并联接入电路中,为电压表;乙和丙串联接入电路中,为电流表。
故答案为:电压;电流。
变式训练3.如图所示,电源电压不变,R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω。只闭合S,电流表A1、A2示数之比为 1:1 。再闭合S1、S2,电压表V1、V2示数之比 1:1 。
【分析】(1)只闭合S,R1与R3串联,根据串联电路处处电流相等即可得出电流表示数之比;
(2)再闭合S1、S2,R1与R2并联,根据并联电路各支路两端电压相等即可求出电压表示数之比。
【解答】解:
(1)只闭合S时,R1与R3串联,电流表A1、A2测量电路中的电流,由于串联电路中处处电流相等,所以电流表A1、A2示数之比为1:1;
(2)再闭合S1、S2时,R1与R2并联,电压表V1、V2均测量并联电路两端的电压,
由于并联电路各支路两端电压相等,则此时电压表V1、V2示数之比为1:1。
故答案为:1:1;1:1。
变式训练4.小科同学在做电学实验时,误将电流表接错位置,如图所示,若此时将开关闭合,则下列说法正确的是( )
A.小灯泡不发光 B.电压表有示数
C.电流表有示数 D.两电表可能被烧坏
【分析】根据电压表和电流表的特点及连接方式分析。
【解答】解:由图可知,电压表与电流表串联后再与灯泡并联;由于电压表所在电路相当于断路,所以电流表无示数,不会烧坏,此时电压表测量的是电源电压,电压表有示数,不会被烧坏;通过灯泡有电流,灯泡会发光,故B正确。
故选:B。
类型三.串并联的电流电压分析
例1.甲、乙两电阻的电流与电压的关系如图所示,将甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端,则流过电阻甲的电流为( )
A.0.6A B.0.4A C.0.2A D.0.1A
【分析】根据串联电路电流和电压特点,结合象找出甲、乙电压和为3V时对应的电流即可。
【解答】解:
串联电路电流处处相等,由图示图象可知,
U甲=1V,U乙=2V,两电阻的电流都为0.2A,
串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,即:U=U甲+U乙=1V+2V=3V,符合题意。
故选:C。
例2.如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像,请根据图像回答以下问题:
(1)将甲和乙并联,若电源电压为2V,则干路的电流为 0.9 A。
(2)将甲和乙串联,若电源电压为3V,则乙两端的电压为 1 V。
【分析】(1)将甲、乙并联,当它们两端的电压为2V时,由图像可知通过它们的电流,根据并联电路的电流特点求出干路电流。
(4)将甲、乙串联,根据串联电路电流特点结合图像可知当通过它们的电流为0.4A时,甲、乙两端的电压。
【解答】解:(1)将甲、乙并联,当它们两端的电压为2V时,由图像可知通过甲、乙的电流分别为0.4A、0.5A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流I=0.4A+0.5A=0.9A;
(2)将甲和乙串联,串联电路各处电流相等,由图可知电流为0.4A时,U甲=2V,U乙=1V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知电源的电压U=U甲+U乙=2V+1V=3V,
即将甲、乙串联,电源两端电压为3V时,乙两端的电压为1V。
故答案为:(1)0.9;(2)1。
变式训练1.如图所示是分别通过A、B两个导体的电流与其两端电压的关系图。由图可知,若将A、B两导体串联后接入电路,当通过A的电流为0.1A时,A和B两端的总电压是 1.5 V;将A、B并联后接入电路,当通过B的电流为0.2A时,通过A的电流是 0.4 A。
【分析】(1)将A、B串联后接入电路时,通过它们的电流相等,根据图象读出A、B两端的电压,利用串联电路的电压特点求出AB两端的电压之和;
(2)A、B并联时,各支路两端的电压相等,根据图象读出通过B的电流为0.2A时两端的电压以及通过A的电流。再根据并联电路的电流规律可求出总电流
【解答】解:
(1)将A、B两导体串联后接入电路,因为串联电路中各处的电流相等,所以通过A的电流为0.1A时,通过B的电流也为0.1A,
由图象可知,此时A、B两端的电压分别为UA=0.5V,UB=1.0V,
又因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以A和B两端的总电压:UAB=UA+UB=0.5V+1.0V=1.5V;
(2)因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以将A、B并联后接入电路中时,它们两端的电压相等,
由图象可知,当通过B的电流为0.2A时,B导体两端的电压为2.0V,也是A导体两端的电压,
由图象可知,当A两端的电压为2.0V时,通过A的电流为0.4A。
故答案为:1.5;0.4。
三.课后作业
1.如图所示电路,甲、乙是电学仪表,闭合开关S后,灯泡L1、L2均正常发光,则( )
A.甲是电流表,乙是电压表
B.甲是电压表,乙是电流表
C.甲、乙都是电流表
D.甲、乙都是电压表
【分析】要确定圆圈中的电表符号,首先要弄清电压表和电流表的正确使用方法:
电流表要串联在电路中使用,而电压表要与被测用电器并联;
根据图中各圆圈的位置以及和用电器的连接方式,结合电表的使用方法逐项进行分析。
【解答】解:A、如果甲是电流表,乙是电压表,电压表串联在电路中了,电阻很大,则两灯泡都不能发光,故A错误;
B、如果甲是电压表,乙是电流表,则电流分别经灯L1和L2回负极,两灯都能发光,即灯L1和L2并联,故B正确;
C、甲、乙都是电流表,则会造成电源短路,故C错误;
D、甲、乙都是电压表,由于电压表电阻很大,电路中电流几乎为零,灯泡不发光,故D错误。
故选:B。
2.如图所示电路中,电表完好,闭合开关后,灯L1、L2都正常发光,如果将电压表与电流表互换,则( )
A.电压表示数不变,灯L1、L2不亮
B.电压表示数变小,灯L1、L2变亮
C.电流表示数变大,灯L1、L2变亮
D.电流表、电压表烧坏,灯L1、L2不亮
【分析】电压表内阻较大,故电压表在电路中相当于断路,故电压表应并联在电路中;而电流表内阻较小,故电流表在电路中相当于短路,故电流表应串联在电路中;根据电路的特点及互换后两表的接法可知出现的情况,据此分析。
【解答】解:由图可知,两灯并联,电压表测量的是电源电压,电流表测量干路电流;当两表互换后,即电压表串接在电路中,因其内阻过大,则由欧姆定律可知,电路中有电流很小,故电流表示数减小,两灯泡都不亮,而此时相当于电压表并联在电源两端,测量的仍为电源电压,故电压表示数不变;所以A正确,B、C、D错误。
故选:A。
3.图所示电路中,当开关S闭合时,电压表测的是( )
A.L1的电压 B.L2的电压
C.L1、L2总电压 D.电源和L1的电压
【分析】分析电路图,确认两灯的连接方式、电压表的测量对象,据此得出答案。
【解答】解:从电路图中可以看出,当S闭合,两个灯泡串联,电压表并联在L2两端,因此电压表测量L2两端的电压。
故选:B。
4.如图所示电路中,a、b、c是三个电表,且连接没有错误,闭合开关S两灯L1、L2 均能发光,已知a、b、c三个电表的读数的数字分别为1.5、1.3和2.8(单位是A或V),则( )
A.a是电流表,b、c是电压表,通过L1的电流是1.5A
B.a是电压表,b、c是电流表,通过L2的电流是1.3A
C.a、b是电流表,c是电压表,通过L1的电流是1.3A
D.a、b是电流表,c是电压表,通过L2的电流是1.3A
【分析】由题意可知两灯正常发光,则两灯均应和电源正负极相连通,确定三电表的类型及电路的结构,由并联电路的规律可得出两灯的电流。
【解答】解:因两灯正常工作,则两灯和电源之间必定是通路,即a、b应为电流表;而c若为电流表,则电源被短路,故c只能为电压表;a测量通过干路的电流,则I=1.5A;b测量通过L2的电流,则I2=1.3A,则通过L1的电流是I1=I﹣I2=1.5A﹣1.3A=0.2A,故C正确。
故选:C。
5.如实物图所示,以下判断正确的是( )
A.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L1两端的电压
B.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L2两端的电压
C.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压
D.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L2两端的电压
【分析】(1)在串联电路中电流只有一条路径;在并联电路中电流有多条流通路径。
(2)电流表需与被测用电器串联。电流表与谁串联,就是测谁的电流。电压表是并联使用的,电压表与谁并联,就是测谁的电压。
【解答】解:由实物图可知,电流从正极出发经电流表、灯泡L1、开关、L2回负极,电压表并联在电流表、L1两端,则
灯L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压,故C正确,ABD错误。
故选:C。
6.(1)如图1所示,是实验室中常见电流表的示意图,请你写出从图中得到的两条信息:①电流表选择的量程是 0~3A ;②电流表的示数为 1.5A 。
(2)如图2的电压表,若选0~3V的量程,读数为 2.6 V;若选0~15V的量程,读数为 13 V。
【分析】认清电流表、电压表的量程和分度值后,再根据指针位置读数。
【解答】解:
(1)通过表盘上的“A”标志可知,这是一个电流表;电流表选择的量程是0~3A;电流表使用的分度值为0.1A,电流表的示数为1.5A;
(2)电压表的量程是0~3V,每一个大格之间代表0.1V,每一个大格之间有10格小格,所以电压表的分度值为0.1V;此时电压表的指针所在位置比2V多了6小格,故示数为2.6V;
电压表的量程是0~15V,每一个大格之间代表5V,每一个大格之间有10格小格,所以电压表的分度值为0.5V;此时电压表的指针所在位置比10V多了6小格,故示数为13V。
故答案为:(1)0~3A;1.5A;(2)2.6;13。
7.如图甲所示,小科制作了一个利用电压表测物体质量的装置,它能在电压表上直接读出秤盘上所放物体的质量大小。闭合开关,当秤盘上不放任何待测物体时,应调整弹簧悬挂高度,使电压表示数为零,相当于完成了装置称量前的调零。
(1)当秤盘上放140克物体时,电压表指针位置如图乙,读数为 7 伏;
(2)小科想将电压表刻度盘上的电压值直接改装成质量值,则图丙中C的数值应为 300 。
【分析】(1)电压表的读数,明确量程以及分度值,然后读数;
(2)根据指针的分布确定最大量程。
【解答】解:(1)有图乙可知,量程为0﹣15V,分度值为0.5V,所以图乙的读数为:7V;
(2)根据题目的信息,当电压表示数为7V时,测量的物体为140g,此时电压表每个小格对应着10g,所以,当最大示数为15V时,对应的质量为300g;
故答案为:(1)7;(2)300。
8.如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则电源电压是 8.5 V,灯L1两端的电压为 6.8 V。
【分析】由电路图可知,电灯L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压;根据串联电路的电压特点确定两电压表的量程并读数,从而得到电源电压以及两灯的电压。
【解答】解:
由电路图可知,电灯L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L2两端的电压。
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表V1的示数应大于V2的示数;
而两个电压表指针偏转相同,所以电压表V1的量程是0~15V,分度值为0.5V,示数为8.5V,即电源电压U=8.5V;
电压表V2的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数1.7V,即L2两端的电压U2=1.7V,
由串联电路的特点可知,L1两端的电压:U1=U﹣U2=8.5V﹣1.7V=6.8V。
故答案为:8.5;6.8。
9.在如图电路图的A、B圆圈中填上适当的字母,表示不同的电表,并在图中标明正负接线柱。
【分析】电流表应串联接入电路中,电压表应并联接入电路中;电流应该从电表的正极线柱流入、从负接线柱流出。
【解答】解:由图可知,A表与灯泡并联,为电压表;B串联接入电路中,为电流表,电流从电表的正极线柱流入,如图所示:
10.某同学在用电压表、电流表测量小灯泡两端电压及通过小灯泡电流时,错把电压表和电流表位置接反,如图所示,电路中各元件都完好,开关闭合后,轻轻滑动变阻器滑片P,简述电路中会出现的现象,并尝试利用所学知识解释此现象产生的原因。
【分析】在分析电路时,电流表相当于导线,电流表并联到灯泡的两端,则灯泡被短路;电压表串联到电路中,电压表测量的是电源电压。
【解答】解:由图知,电流表并联在灯泡的两端,则灯泡被短路,所以灯泡不会发光;
此时电压表串联在电路中,因电压表的内阻非常大,所以电压表分得的电压近似等于电源电压,即电压表示数接近电源电压;由于电压表串联在电路中,总电阻非常大,所以根据I=可知,电路中的电流非常小,则电流表无示数;
答:滑动变阻器滑片移动时,电路中会出现的现象为:小灯泡不发光,电流表无示数,电压表示数接近电源电压;原因是图中灯泡被短路,电压表串联在电路中,由欧姆定律可知电流表的示数几乎为零,此时电压表测电源电压。
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八上科学4.5电压的测量
一.知识归纳
1. 电压:电压使电路中的自由电荷定向移动形成电流(电源是提供电压的装置),用字母U表示。它的单位是伏特(Volt),简称伏,符号为V。
2. 水压和电压
(1)水压使水管中形成水流;电压使电路中形成电流
(2)抽水机是提供水压的装置;电源是提供电压的装置
(3)抽水机不停地工作才能形成持续的水流;电源一直提供电压才能形成持续的电流
3. 单位换算:1千伏 =103伏(V) 1伏(V)=103毫伏(mV) 1毫伏(mV)=103微伏(μV)
4. 电路中得到持续电流的条件:(1)有电源,存在电压;(2)电路是闭合电路。
5. 常见的电压值
6. 电压大小的测量仪器:电压表,符号是:。
7. 电压表的读数:一看量程;二看分度值;三根据指针位置读数。
特别提醒:(1)同一刻度线处,大量程的示数等于小量程示数的5倍。
(2)在记录数值时,要注意所使用的电压单位及取几位数值,数值的最后一位是估读的,数值的倒数第二位是准确的。
8. 电压表的使用
(1)观察指针是否指在“0”刻度线处,若没有,需调节调零按钮先将指针调零。
(2)电压表必须和被测用电器并联。(电压表的电阻很大,一般情况下几乎可以看作是绝缘体,通 过电压表的电流很小,几乎可以忽略不计。)
特别提醒:如果电压表和被测用电器串联,会导致电压表的示数等于电源电压,小灯泡不发光。
(3)必须让电流从电压表的正接线柱(红色接线柱)进入,再从负接线柱(黑色接线柱)流出。
特别提醒:如果电压表的正负极接反,指针会反转。
(4)必须正确选择电压表的量程。
特别提醒:1.在能估测电压大小的情况,先估测,在选择合适的量程。
2.无法估测时,利用试触法选量程。
操作方法:(1)首先接0~15v的量程,将开关迅速闭合并断开,眼睛观察指针是否超过最大量程的刻度线,若超过需要换用更大量程的电压表。(2)如果指针的偏转没有超出量程,但电压表示数大于3v,应接0~15v的量程。(3)如果电压表示数小于3v,应接0~3v的量程。
(5)允许将电流表直接连在电源两极上测电源的电压。
9. 电压表测量对象分析
(1)一般法:电压表与谁并联,就测谁的电压或抓住谁,测量谁。
(2)去源法:“去掉”电源(用手捂住电源),再看电压表与哪部分构成闭合回路,那么电压表测的就是那部分电路的电压。
(3)滑线法:电压表两端沿着连接的导线滑动到用电器或电源两端。(能跨过元件:开关、电流表。不能跨过元件:电源、用电器、电压表。)
(4)短路法:电压表去掉,假设用导线接该位置,若此时某些用电器或电源被短路,则这些用电器或电源即为该电压表测量的对象。
二.课堂练习
题型一.电压表的测量使用
例1.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.两表都不能将两接线柱直接接到电源的两极上
C.若有两个量程,一般都先用大量程“试触”
D.接入电路时,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出
例2.如图所示,能正确地测出小灯泡L1两端电压的电路是( )
A. B.
C. D.
例3.学生实验用的电压表有两种量程0~3V和0~15V,电压表上面一行示数看不清楚,而测量又必须用0~15V的量程,一同学见到指针指到小量程的1.7V,则实际的电压是( )
A.1.7V B.3.4V C.7.5V D.8.5V
例4.小珠用如图甲所示电路探究“串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
A.7.5V、1.5V B.6V、1.5V C.1.5V、7.5V D.1.5V、6V
例5.小宁在探究练习使用电压表时,把电压表接成了如图所示的电路。当闭合开关时所发生的现象是( )
A.灯泡亮、电压表有示数
B.灯泡亮、电压表无示数
C.灯泡不亮、电压表有示数
D.灯泡不亮、电压表无示数
变式训练1.如图所示电路,当闭合开关后,电压表测量的是( )
A.电源电压
B.灯L1两端的电压
C.灯L2两端的电压
D.灯L1和L2两端的电压的总电压
变式训练2.小乐在实验室里连接了如图所示的电路,则有( )
A.小灯泡并联,电压表测电源电压
B.小灯泡串联,电压表测L2两端的电压
C.若灯泡L1短路,则电压表示数为零
D.若灯泡L2短路,则电压表示数为3V
变式训练3.如图所示电路,开关闭合时两个小灯泡正常发光,两个电压表指针均指在如图所示位置,L1、电源的电压分别为( )
A.1.4V;7.4V B.1.4V;7V C.1.4V;1.4V D.5.6V;7V
变式训练4.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
变式训练5.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2.5V,V2的示数是3.8V,则电压表V3的示数是( )
A.1.3V B.2.5V C.3.8V D.6.3V
变式训练6.如图所示的电路中,能用电压表直接测出灯L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
变式训练7.如图所示的电路,当开关S闭合后,两个小灯泡都发光,此时电压表V1、V2的示数分别为6V和2.5V。则有关小灯泡L1、L2两端电压的说法中,错误的是( )
A.L1两端的电压为2.5V
B.电源电压为6V
C.L2两端的电压为2.5V
D.L1、L2两端的总电压为6V
类型二.电流表与电压表的综合分析
例1.如图所示,在电路中,若甲、乙两处分别装入电表,当开关闭合后,两灯均能正常发光,则下列判断正确的是( )
A.甲、乙、都是电流表
B.甲、乙、都是电压表
C.甲是电压表,乙是电流表
D.甲是电流表,乙是电压表
例2.如图所示,a、b、c表示电压表或电流表,当S1、S2都闭合时,下列正确说法是( )
A.b、c是电流表,而a是电压表
B.a、b是电压表,而c是电流表
C.a、b、c都是电流表
D.a、b、c都是电压表
例3.在如图所示的电路中,L1、L2两灯规格相同,①、②、③为电流表或电压表,闭合开关( )
A.若①、②为电流表,③为电压表,电路能正常工作
B.若①、③为电压表,②为电流表,则①③两表示数相同
C.若①、③为电流表,②为电压表,则①③两表示数相同
D.若②、③为电流表,①为电压表,则只有L1能发光
例4.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
变式训练1.如图所示的电路中,若闭合开关S,电压表的示数为3V,电流表A1的示数为0.5A,电流表A2的示数为0.2A,则灯L2两端的电压为 V,通过灯L1的电流为 A。
变式训练2.如图所示,开关闭合后灯均正常发光甲是 表,乙是 表(均填“电压”或“电流”)
变式训练3.如图所示,电源电压不变,R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω。只闭合S,电流表A1、A2示数之比为 。再闭合S1、S2,电压表V1、V2示数之比 。
变式训练4.小科同学在做电学实验时,误将电流表接错位置,如图所示,若此时将开关闭合,则下列说法正确的是( )
A.小灯泡不发光 B.电压表有示数
C.电流表有示数 D.两电表可能被烧坏
类型三.串并联的电流电压分析
例1.甲、乙两电阻的电流与电压的关系如图所示,将甲、乙串联后接在电压为3V的电源两端,则流过电阻甲的电流为( )
A.0.6A B.0.4A C.0.2A D.0.1A
例2.如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像,请根据图像回答以下问题:
(1)将甲和乙并联,若电源电压为2V,则干路的电流为 A。
(2)将甲和乙串联,若电源电压为3V,则乙两端的电压为 V。
变式训练1.如图所示是分别通过A、B两个导体的电流与其两端电压的关系图。由图可知,若将A、B两导体串联后接入电路,当通过A的电流为0.1A时,A和B两端的总电压是 V;将A、B并联后接入电路,当通过B的电流为0.2A时,通过A的电流是 A。
三.课后作业
1.如图所示电路,甲、乙是电学仪表,闭合开关S后,灯泡L1、L2均正常发光,则( )
A.甲是电流表,乙是电压表
B.甲是电压表,乙是电流表
C.甲、乙都是电流表
D.甲、乙都是电压表
2.如图所示电路中,电表完好,闭合开关后,灯L1、L2都正常发光,如果将电压表与电流表互换,则( )
A.电压表示数不变,灯L1、L2不亮
B.电压表示数变小,灯L1、L2变亮
C.电流表示数变大,灯L1、L2变亮
D.电流表、电压表烧坏,灯L1、L2不亮
3.图所示电路中,当开关S闭合时,电压表测的是( )
A.L1的电压 B.L2的电压
C.L1、L2总电压 D.电源和L1的电压
4.如图所示电路中,a、b、c是三个电表,且连接没有错误,闭合开关S两灯L1、L2 均能发光,已知a、b、c三个电表的读数的数字分别为1.5、1.3和2.8(单位是A或V),则( )
A.a是电流表,b、c是电压表,通过L1的电流是1.5A
B.a是电压表,b、c是电流表,通过L2的电流是1.3A
C.a、b是电流表,c是电压表,通过L1的电流是1.3A
D.a、b是电流表,c是电压表,通过L2的电流是1.3A
5.如实物图所示,以下判断正确的是( )
A.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L1两端的电压
B.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L2两端的电压
C.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压
D.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L2两端的电压
6.(1)如图1所示,是实验室中常见电流表的示意图,请你写出从图中得到的两条信息:①电流表选择的量程是 ;②电流表的示数为 。
(2)如图2的电压表,若选0~3V的量程,读数为 V;若选0~15V的量程,读数为 V。
7.如图甲所示,小科制作了一个利用电压表测物体质量的装置,它能在电压表上直接读出秤盘上所放物体的质量大小。闭合开关,当秤盘上不放任何待测物体时,应调整弹簧悬挂高度,使电压表示数为零,相当于完成了装置称量前的调零。
(1)当秤盘上放140克物体时,电压表指针位置如图乙,读数为 伏;
(2)小科想将电压表刻度盘上的电压值直接改装成质量值,则图丙中C的数值应为 。
8.如图甲所示电路中,当闭合开关后,两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则电源电压是 V,灯L1两端的电压为 V。
9.在如图电路图的A、B圆圈中填上适当的字母,表示不同的电表,并在图中标明正负接线柱。
10.某同学在用电压表、电流表测量小灯泡两端电压及通过小灯泡电流时,错把电压表和电流表位置接反,如图所示,电路中各元件都完好,开关闭合后,轻轻滑动变阻器滑片P,简述电路中会出现的现象,并尝试利用所学知识解释此现象产生的原因。
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