第3节 电压及其测量知识点讲练
目 录
知识点讲练一、电压 1
知识点讲练二、电压的测量 10
知识点讲练三、串、并联电路电压的特点 16
知识点讲练四、利用电流表、电压表判断电路故障 27
知识点一、电压
(一)、电压的作用
1、 是形成电流的原因:电压使电路中的 形成了电流。
是提供电压的装置。(电源→电压→电流)
2、电路中获得持续电流的条件① (或电路两端有电压)② 。
注:说电压时,要说“xxx”两端的电压,说电流时,要说通过“xxx”的电流。
3、在理解电流、电压的概念时,通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题,这里使用了科学研究方法“ ”
(二)电压:
①电压用字母 表示
②电压的单位是 ,简称 ,符号为 ;更大的单位有千伏、毫伏和微伏
换算关系式:1千伏=1000伏 1伏=1000毫伏 1毫伏=1000微伏
(三)一些常见的电压值:①一节干电池: ;②对人体安全的电压 ;
③照明电路电压: ;④一只蓄电池: 。
典例1:(2023八下 宁波期中) 导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动,图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,那么高度差表示的量是( )
A.电流 B.电阻 C.电压 D.电荷
典例2:(2025中考 台州二模)如图所示,把铜片、铁片插入菠萝中,发现电压表的指针发生偏转,用电压表测量它的电压。则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为0.5V B.电压表能提供电压
C.通过铜片的电流比锌片的电流大 D.铜片是水果电池的正极
典例3:(2024八上 绍兴期末)在学习电学知识时,小明结合图甲和图乙作出以下类比,其中不正确的是( )
A.开关的作用类似于阀门,可以控制电路通断
B.电源的作用类似于水泵,使电路两端形成电压
C.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
D.电流类似于水流,电源外部电流方向是从电池负极流出经用电器和导线回到正极
典例4:(2024八下 宁波期末)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(如图)和电压传感器(精密电压测量仪)等器材进行实验。数据记录如下表:
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.
演练1:(2024八上 浙江月考)下列物理量最接近实际的是( )
A.一节新干电池的电压为3V
B.家用节能灯正常发光时的电流约为2A
C.我国家庭电路电压为220V
D.家用空调正常工作时电流约0.1A
演练2:(2024八下 宁波月考)酸甜多汁的水果不仅可以为我们的身体提供能量,还可以发电呢!如图所示,几只水果提供的电力足以点亮一排发光二极管!水果在这里扮演了“电源”的角色,关于这个电路说法错误的是( )
A.根据发光二极管是否发光可以检验电路中是否有电流
B.当电路闭合时电荷在发生定向移动
C.当电路断开后水果电池两端电压为零
D.一个水果相当于一节干电池,把几个水果串联起来可以提高电压
演练3:(2024八上 金华期末)下列有关“电”的说法正确的是( )
A.摩擦起电的实质是创造了电荷
B.运动的电荷一定形成电流,自由电子的定向移动方向就是电流的方向
C.电路两端有电压就一定有电流
D.电阻中有电流,它的两端一定有电压
演练4:(2024八上 浙江期末)如图为小山进行的“探究影响水果电池电压大小的因素实验.在水果中插入不同金属制成的极板,保持两极板间的距离、极板与水果的接触面积、极板插入水果的深度相同,用电压表测得极板间的电压,数据如表.下列相关说法正确的是( )
水果 铁—锌 铁—铜 铜—锌
梨
菠萝
橙
A.甲端极板是水果电池的负极 B.水果电池的电压大小只跟极板的材料有关
C.水果电池的作用是消耗电能 D.电子通过导线从乙端经外电路移动到甲端
演练5:(2024八上 湖州月考) 一节新干电池的电压为___________V,我国家庭电路的电压___________V。实验用电灯泡正常工作时的电流约为0.2A=___________mA,电压的符号是___________。
演练6:(2024八下 金华期末)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。
演练7:(2024八下 宁波期中)(1)如图所示,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。
演练8:(2024八下 金华月考)为响应国家“减排”号召,某市推行共享助力电动车。电动车的充电插口内有金属插脚,在使用时绝不能拿硬币、手等去触碰,如图甲。图乙是某种电动车的局部电路图。
(1)如果硬币碰到充电插口的两个金属插脚,就会造成蓄电池___________路。
(2)这种电动车的蓄电池总电压为48伏,人体触碰蓄电池两极是否安全?___________。
(3)对蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的 ___________(选填“电源”、“用电器”、“开关”或“导线”)。
演练9:(2024八上 浙江期末)近日,应急照明盐水灯受露营者追捧。小金发现,该灯将两块不同的金属片和食盐溶液组合就可以充当电池,其使用过程如图甲所示。
小金在使用该盐水灯过程中发现亮度不够。他查阅资料了解到:在一定条件下,灯泡两端的电压越大,灯泡越亮。影响盐水灯电池电压大小的因素有哪些呢?他进行了如图乙所示的实验,获得下表数据。
组别 1 2 3 4 5 6
盐水质量分数(g) 5% 10% 15% 5% 10% 15%
金属片浸入盐水深度(cm) 3 3 3 5 5 5
电压(V) 0.7 0.7 0.7 1.0 1.0 1.0
(1)图甲中摇晃盐水袋的目的是______。
(2)图乙中,电池的正极为______(选填“锌片”或“铜片”)。
(3)根据表中实验数据,可得出的结论是______(写出一条即可)。
(4)根据上述实验,想让盐水灯更亮,可采取的措施是______。
知识点二、电压的测量
1、仪器: ,符号:
2、量程:电压表有 ,两个量程: 和 。
当使用0~3V量程时,每大格表示 ,每小格表示 。
当使用0~15V量程时,每大格表示 , 每小格表示 。
使用方法:
①必须把电压表 在被测电路的两端
②电流从电压表的“正接线柱”流入,“负接线柱”流出。否则 。
③被测电压不能超过电压表的 。危害:被测电压超过电压表的最大量程时, 。
④允许电压表 连入电源两极上测电源电压。
典例1:(2024八上 金华期末)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
典例2:(2024八下 宁波月考)小宁所在的科学探究小组在练习使用电压表时,把电压表接成了如图所示的电路。当闭合开关时,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
典例3:(2024八下 宁波期末)某同学在研究串联电路电压特点时,需要测出灯L1两端的电压,下图所示的电路图中,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
典例4:(2024八下 宁波期中)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
演练1:(2024八下 宁波期中)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.若有两个量程,一般都先用大量程“试触”
C.两表都不能将两接线柱直接接到电源的两极上
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
演练2:(2024八上 金华月考)在所示的电路图中,能用电压表正确测出L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
演练3:(2024八下 宁波月考)如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲是电压表,乙、丙是电流表 B.甲是电流表,乙、丙是电压表
C.乙是电流表,甲、丙是电压表 D.丙是电压表,甲、乙是电流表
演练4:(2024八上 杭州月考)如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数,下列关于该电路的说法正确的是( )
A.电流表测量干路中的电流 B.电压表不能测量L1 两端的电压
C.取下L1时, L2正常发光 D.只断开开关S2时,电压表有示数
演练5:(2024八下 宁波期中)灯L1与灯L2串联,先用电压表测灯L1两端的电压,如图所示。再测灯L2两端的电压时,只将电压表接A的一端改接C,这种接法___________(填“正确”或“不正确”)。原因是___________。
演练6:(2024八上 湖州月考)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”),下图1中电压表___________示数(填“有”或“无”),下图2中闭合开关将发生___________短路(选填“电源”或“用电器”)
知识点三、串、并联电路电压的特点
实验器材:干电池 2节,小灯泡 2个,开关 1个,电压表 1个,导线若干。
实验步骤
1、设计电路图
(1)串联电路电路图
(2)并联电路电路图
2、按电路图连接好实物图
3、闭合开关S,使灯L1和L2都能发光,然后用电压表分别测出灯L1和灯L2两端的电压U1、U2及总电压 U,并记录下来。
4、换上另外两个小灯泡,再次用电压表分别测出灯L1和灯L2两端的电压U1、U2及
总电压 U,并记录下来。
5、改变电源电压,再次用电压表分别测出灯L1和灯L2两端的电压U1、U2及总电压 U,
并记录下来。
注意事项:为了避免电路中电压过大而损坏电压表,测量时应先选用较大的量程,如果发现指针偏转过小,不易读数,再改用较小的量
串联电路 并联电路
灯L1两端电压 U1 灯L2两端电压 U2 总电压 U 灯L1两端电压 U1 灯L2两端电压 U2 总电压 U
实验记录
实验结论:串联电路中, ,即:U = U1+U2
并联电路中, ,即:U=U1=U2
换用不同规格的换灯泡、改变电源电压多次测量: 。
典例1:(2024八上 杭州月考)下列关于图的说法正确的是( )
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端电压
典例2:(2024八下 宁波期中)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
典例3:(2024八上 杭州月考)如图所示,在探究串联电路的电压关系时,闭合开关后用电压表分别测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=2伏,UBC=2伏,UAC=4伏。在表格中记录数据后,接着应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
典例4:(2024八下 宁波期末)小科以两节串联的干电池为电源,用若干定值电阻和一只电压表来“探究串联电路电压特点”,实验电路如图,测得实验数据如下表。
序号
1 5 1.1 5 1.1 10 2.2
2 5 0.8 10 1.6 15 2.4
3 4 0.5 16 2.0 20 2.5
4 5 0.6 15 1.9 20 2.5
5 8 1.0 12 1.5 20 2.5
(1)分析上述实验数据,除了能得到Uab=U1+U2的规律外,小科还发现:
①U1、U2与R1、R2之间存在着下列关系:U1:U2______(用R1、R2表示)。
②当R总不变时,ab两端的电压Uab大小不变;当R总发生变化时,Uab大小______(填“会”或“不会”)变化;
(2)断开开关S,拆除R1、R2,将R3=20 和R4=20 并联后接到ab之间,闭合开关S,则ab两点之间的电压为______。
演练1:(2024八上 台州期末)连接如图所示的电路,将开关S闭合后,灯L1和灯L2均发光。下列叙述中,正确的是( )
A.L1和L2串联 B.通过L1和L2的电流一定相等
C.L1和L2两端的电压一定相等 D.闭合开关,若L1灯丝烧断,则L2也不发光
演练2:(2024八下 宁波期中)图甲所示的电路中,闭合开关后电流表的示数如图乙所示。下列描述正确的是( )
A.灯泡L1与L2并联 B.电压表测L2两端的电压
C.通过L1、L2的电流相等 D.通过L1的电流为0.22A
演练3:(2024八上 台州期中)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. L1两端的电压为3.5V
C. L2两端的电压为2.5V D. L1、L2两端的总电压为6V
演练4:(2024八上 杭州月考)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
演练5:(2024八上 杭州月考)如图所示,电源电压为6V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.2.5V B.3.5V C.5V D.6V
演练6:(2024八上 杭州期末)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,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
演练7:(2024八上 杭州期末)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____________,灯两端的电压为____________。
演练8:(2024八上 嘉兴期末)意大利人伏打于1791年发明了最早的电池---伏打电堆,小嘉仿造了一个伏打电堆,并用电压表测量其电压,如图所示。此电池的正极是________(选填“锌板”或“银板”);要使其电压达到,需要串联________个这样的电堆。
演练9:(2024八下 宁波期末) 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。________。
演练10:(2024八上 杭州期末) 如图1是某科学实验小组“探究串联电路电流和电压特点”的实验电路图,实验器材:两节新干电池、多个小灯泡、一个电压表和一个电流表、一个开关和若干导线。
(1)用电流表测电流时,电流表应与被测电路______联(选填“串”或“并”),下表是某同学在实验中测得的三个不同位置的电流值,有一个位置的电流测量明显有误,造成这一错误的原因是________;
电流表的位置 A B C
电流I/A 0.32 0.32 1.6
(2)甲、乙两位同学在某两次实验中,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图1甲、乙所示的两种情况。其中甲的问题是:________;
(3)在测量电压的实验中,某同学把电压表接在AB之间测量,如图2甲所示,请根据电路图用笔画线代替导线将如图乙所示的实物电路连接完整;_________;
(4)当测量完灯L1两端的电压后,为了节约时间,断开A点接线直接改接在C点上。这样_______(选填“能”或“不能”)测量出灯L2两端的电压;并说明理由________;
(5)正确实验后,该小组记录几组数据如表,分析表中数据得出结论:________(请使用文字叙述)。
实验次数 L1两端电压/V L2两端电压/V 串联总电压/V
1 1.4 1.4 2.8
2 1.2 1.6 2.8
3 1.1 1.7 2.8
知识点四、利用电流表、电压表判断电路故障
1、电流表示数正常而电压表无示数:
“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表,则故障原因可能是:① ;② ;③ 。
2、电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是① ;② ,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。
3、电流表电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,最大的可能是 。
典例1:(2024八下 宁波期中)如图所示,闭合开关后两灯不亮,用电压表先后测得UAD=UAC=UAB=4.5V,则故障可能是( )
A.灯L1发生断路 B.灯L2发生断路 C.灯L1发生短路 D.灯L2发生短路
典例2:(2024八下 宁波期中)如下图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后,只有两个电表的指针发生偏转。已知灯泡L1、L2中只有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法正确的是( )
A.可能是灯泡L1短路 B.可能是灯泡L2短路
C.可能是灯泡L1断路 D.一定是灯泡L2断路
典例3:(2024八下 宁波期中)小强同学在探究串联电路电流规律的实验中,按如图连接好了电路,闭合开关S后,两灯均不发光,为检测出电路故障,他做了以下操作:将电压表接到b、c两点,观察电压表、电流表均无示数;将电压表接到a、b两点,观察电压表有明显示数,而电流表示数几乎为零,则电路故障可能是( )
A.灯L2断路 B.灯L2短路 C.电流表烧坏了 D.灯L1断路
典例4:(2024八上 绍兴期末)如图所示电路中,电源电压恒定。闭合开关,电路正常工作一段时间后,灯泡L突然熄灭,电路中两个电表一个示数变大、一个示数变小。电阻R或灯泡L仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中正确的是( )
①可能灯泡L断路 ②可能灯泡L短路 ③可能电阻R断路 ④可能电阻R短路
A.只有①③正确 B.只有③④正确 C.只有②④正确 D.只有①②正确
典例5:(2024八上 杭州月考)在如图所示电路中,电源电压保持不变。 闭合电键S后,电路正常工作。 过了一会儿,两个电表的示数均变大,则下列判断中正确的是( )
A.电阻R可能短路,灯L变亮 B.电阻R正常,灯L 断路
C.电阻R一定断路,灯L变暗 D.电阻R正常,灯L短路
演练1:(2024八上 杭州期末)如图所示的电路,闭合开关后,小灯泡不发光,电压表无示数,电流表的指针有示数。则电路中的故障可能是( )
A.小灯泡短路 B.电流表断路 C.小灯泡断路 D.电压表短路
演练2:(2024八上 嘉兴期末)小科利用如图所示的电路测的电阻,连接好电路闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器滑片,电流表指针均几乎无偏转、电压表示数接近电源电压,出现这种情况的原因是( )
A.断路 B.短路 C.电流表断路 D.滑动变阻器断路
演练3:(2024八上 杭州期末)某学生在做测定小灯泡电阻的实验中,将正常的电流表、电压表接入电路,当闭合开关后,发现电流表有读数,电压表读数为零,移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化,电压表读数始终为零,其原因可能是( )
A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良
C.小灯泡短路 D.灯泡的钨丝断了
演练4:(2024八下 宁波期中)某同学连接的电路实物图如图所示。闭合电键后,灯泡L1、L2都不亮,他用电压表进行电路故障检测,测试结果如左下表所示,则可以判定电路中的故障是( )
测试点 a、b c、d d、f
电压表示数 有示数 无示数 有示数
A.灯泡L1短路 B.灯泡L2短路 C.cd段断路 D.df断路
演练5:(2024八上 金华期末)如图所示电路,闭合开关,灯泡L1、L2都能正常发光,两只电表都有示数,工作一段时间后,灯泡L2突然熄灭,L1仍正常发光,两只电表均有示数。则下列说法正确的是( )
A.L2熄灭可能是L2断路引起的 B.L2熄灭可能是L2短路引起的
C.L2熄灭前电流表测干路电流 D.L2熄灭后电压表示数会变大
演练6: (2024八上 金华月考)在如图所示的电路中,电源电压恒定,电阻。当闭合开关时,若发现两个电流表示数相等,且均在正常值范围内,则出现的故障是( )
A.短路 B.断路 C.短路 断路
演练7:(2025九上 温州开学考)小实将两个规格相同的小灯泡连接成如图所示的电路。当他闭合开关S后,发现两盏灯均不发光,电压表V1、V2示数相同且不为零。若电路中只有一处故障,则出现的故障可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L1短路 C.灯L2断路 D.灯L2短
演练8:(2024九上 杭州月考)在如图所示的电路中,当闭合开关S后,发现只有一个灯泡亮,造成这种情况的原因可能是( )
A.灯泡L2短路,电压表没有读数 B.灯泡L2断路,电流表没有读数
C.灯泡L1断路,电压表没有读数 D.灯泡L1短路,电流表没有读数
演练9: (2024八上 金华月考)在研究串联电路与并联电路特点的实验中,出现了以下实验现象(见表),两个电路均只有一个灯泡故障,则甲电路中故障是_________,乙电路中的故障是___________。
电流表示数 L1 L2
甲 有 不亮 亮
乙 有 不亮 亮
演练10: (2024八上 湖州期末)小滨在测小灯泡电阻的实验时(图中电流表、电压表未画出)发现小灯泡不亮,为寻找原因,他想进行如下操作,并画出思维导图,请将小滨的分析过程补充完整。
① ;② 。第3节 电压及其测量知识点讲练
目 录
知识点讲练一、电压 1
知识点讲练二、电压的测量 10
知识点讲练三、串、并联电路电压的特点 16
知识点讲练四、利用电流表、电压表判断电路故障 27
知识点一、电压
(一)、电压的作用
1、电压是形成电流的原因:电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是提供电压的装置。(电源→电压→电流)
2、电路中获得持续电流的条件①电路中有电源(或电路两端有电压)②电路是连通的。
注:说电压时,要说“xxx”两端的电压,说电流时,要说通过“xxx”的电流。
3、在理解电流、电压的概念时,通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题,这里使用了科学研究方法“类比法”
(二)电压:
①电压用字母U表示
②电压的单位是伏特,简称伏,符号为V;更大的单位有千伏、毫伏和微伏
换算关系式:1千伏=1000伏 1伏=1000毫伏 1毫伏=1000微伏
(三)一些常见的电压值:①一节干电池:1.5V;②对人体安全的电压≤36V;
③照明电路电压:220V;④一只蓄电池:2V
典例1:(2023八下 宁波期中) 导线中自由电子定向移动需要“动力”的推动,图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,那么高度差表示的量是( )
A.电流 B.电阻 C.电压 D.电荷
【答案】C
【详解】自由电子定向移动形成电流,电压是形成电流的原因。图中用高度差形象地表示了由电池提供的这种推动作用,动力即为电压,故C符合题意,A、B、D不符合题意。
故选:C。
典例2:(2025中考 台州二模)如图所示,把铜片、铁片插入菠萝中,发现电压表的指针发生偏转,用电压表测量它的电压。则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为0.5V B.电压表能提供电压
C.通过铜片的电流比锌片的电流大 D.铜片是水果电池的正极
【答案】D
【详解】
A、由图知电压表的量程为0﹣3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.1V,故A错误;
B、电压表可以测量电压的大小,电源提供电压,故B错误;
C、通过铜片的电流和通过锌片的电流一样大,故C错误;
D、电压表指针正向偏转,说明电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,由图知铜片与电压表的正接线柱连接,因此铜电极为正极,故D正确。
故选:D。
典例3:(2024八上 绍兴期末)在学习电学知识时,小明结合图甲和图乙作出以下类比,其中不正确的是( )
A.开关的作用类似于阀门,可以控制电路通断
B.电源的作用类似于水泵,使电路两端形成电压
C.水压使水管中形成水流;类似地,电压使电路中形成电流
D.电流类似于水流,电源外部电流方向是从电池负极流出经用电器和导线回到正极
【答案】B
【详解】
AB、水路中水泵的作用类似于电路中的电源;水路中水轮机的作用类似于电路中的小灯泡;水路中水流类似于电路中的电流;用阀门来类比电路中的开关;故A正确、B错误;C、水压使水管中形成水流,类似地,电压使电路中形成电流,故C正确;
D、电源外部电流方向从电池正极经用电器到负极,故D正确。故选:B。
典例4:(2024八下 宁波期末)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(如图)和电压传感器(精密电压测量仪)等器材进行实验。数据记录如下表:
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.
【答案】(1)0.6;锌片;(2)1、2、3三组;(3)将3个铜-锌片组成的苹果电池串联起来;(4)C。
【详解】
(1)由图可知,电压表并联在苹果电池的两端,测电源电压,电压表接小量程,分度值为0.1V,故苹果电池的电压为0.6V。
电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入,从电压表的负接线柱流出,故苹果电池的正极是锌片。
(2)为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,由表中数据可知,应选用实验1、2、3三组进行对比。
(3)由表格中数据可知,铜-锌片组成的苹果电池两端电压为1V,故若要使水果电池得到的电压为3V,则可将3个铜-锌片组成的苹果电池串联起来。
(4)电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入时发绿光,电流从其P端流入时发红光,从其Q端流入时发绿光,可以将两个LED反向并联,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
故答案为:(1)0.6;锌片;(2)1、2、3三组;(3)将3个铜-锌片组成的苹果电池串联起来;(4)C。
演练1:(2024八上 浙江月考)下列物理量最接近实际的是( )
A.一节新干电池的电压为3V
B.家用节能灯正常发光时的电流约为2A
C.我国家庭电路电压为220V
D.家用空调正常工作时电流约0.1A
【答案】D
【详解】
A.一节新干电池的电压为1.5V,故A不符合实际;
B.家里使用的节能灯正常工作时的电流约0.1A,故B不符合实际;
C.我国家庭电路电压为220V,故C符合实际;
D.家用空调正常工作时电流约5A,故D不符合实际;
故选:D。
演练2:(2024八下 宁波月考)酸甜多汁的水果不仅可以为我们的身体提供能量,还可以发电呢!如图所示,几只水果提供的电力足以点亮一排发光二极管!水果在这里扮演了“电源”的角色,关于这个电路说法错误的是( )
A.根据发光二极管是否发光可以检验电路中是否有电流
B.当电路闭合时电荷在发生定向移动
C.当电路断开后水果电池两端电压为零
D.一个水果相当于一节干电池,把几个水果串联起来可以提高电压
【答案】C
【详解】A、电源是为电路提供电压的装置;水果是电源,为用电器即发光二极管提供了电压;故A正确;
B、发光二极管工作时,电路中有电流,则电路中有电荷发生定向移动;故B正确;
C、虽然电压是推动自由电荷发生定向移动形成电流的原因,但是若电路断开,电路中只有有电压没有电流,故C错误;
D、将多个水果电池串联起来,得到的电压是每个电池的电压之和,可以提高电压;故D正确;
故选:C。
演练3:(2024八上 金华期末)下列有关“电”的说法正确的是( )
A.摩擦起电的实质是创造了电荷
B.运动的电荷一定形成电流,自由电子的定向移动方向就是电流的方向
C.电路两端有电压就一定有电流
D.电阻中有电流,它的两端一定有电压
【答案】D
【详解】
A.摩擦起电的实质,并不是创造了电,只是通过摩擦,使电子由一个物体转移到另一个物体,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电,故A错误;
B.电荷的定向移动形成电流,自由电子的定向移动方向和电流的方向相反,故B错误;
C.电路两端有电压不一定有电流,电路还必须是通路,故C错误;
D.电压是使电路中形成电流的原因,电路中有电流,两端就一定有电压,故D正确。
故选D。
演练4:(2024八上 浙江期末)如图为小山进行的“探究影响水果电池电压大小的因素实验.在水果中插入不同金属制成的极板,保持两极板间的距离、极板与水果的接触面积、极板插入水果的深度相同,用电压表测得极板间的电压,数据如表.下列相关说法正确的是( )
水果 铁—锌 铁—铜 铜—锌
梨
菠萝
橙
A.甲端极板是水果电池的负极 B.水果电池的电压大小只跟极板的材料有关
C.水果电池的作用是消耗电能 D.电子通过导线从乙端经外电路移动到甲端
【答案】D
【详解】
A.电压表测量电源电压时,正接线柱与电源正极相连,此时电压表正向偏转,故甲为电池正极,故A错误;
B.根据表格中的数据可知:水果电池电压还与水果种类有关,故B错误;
C.水果电池是电源,消耗化学能,提供电能,故C错误;
D.电子从电源负极出发,回到电源正极,即从乙出发通过外电路回到甲,故D正确。
故选:D。
演练5:(2024八上 湖州月考) 一节新干电池的电压为___________V,我国家庭电路的电压___________V。实验用电灯泡正常工作时的电流约为0.2A=___________mA,电压的符号是___________。
【答案】1.5;220;200;U.
【详解】[1][2]一节新干电池的电压为1.5V,我国家庭电路的电压为220V。
[3]因为1A=1000mA
所以0.2A=0.2×1000mA=200mA
[4]电压的符号是U.
演练6:(2024八下 金华期末)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】0.6V;正
【详解】由图可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,故电压表示数为0.6V,即这个电池的电压为0.6V;
由图可知,铜片连接电压表的正接线柱,所以铜片是电池的正极。
演练7:(2024八下 宁波期中)(1)如图所示,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。
【答案】0-3A;1.5A;2.6;13
【详解】
(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0.1;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。
演练8:(2024八下 金华月考)为响应国家“减排”号召,某市推行共享助力电动车。电动车的充电插口内有金属插脚,在使用时绝不能拿硬币、手等去触碰,如图甲。图乙是某种电动车的局部电路图。
(1)如果硬币碰到充电插口的两个金属插脚,就会造成蓄电池___________路。
(2)这种电动车的蓄电池总电压为48伏,人体触碰蓄电池两极是否安全?___________。
(3)对蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的 ___________(选填“电源”、“用电器”、“开关”或“导线”)。
【答案】(1)短(2)不安全(3)用电器
【详解】(1)因为硬币是导体,将硬币碰到充电插口的两个金属插脚时,使电池的正负极相连,因此会造成蓄电池短路;(2)因为对人体安全的电压为不高于36V,而蓄电池总电压为48伏,因此人体触碰蓄电池两极不安全,会造成触电事故;(3)对蓄电池充电时,蓄电池消耗了电能,因此相当于电路中的用电器.故答案为:(1)短;(2)不安全;(3)用电器.
演练9:(2024八上 浙江期末)近日,应急照明盐水灯受露营者追捧。小金发现,该灯将两块不同的金属片和食盐溶液组合就可以充当电池,其使用过程如图甲所示。
小金在使用该盐水灯过程中发现亮度不够。他查阅资料了解到:在一定条件下,灯泡两端的电压越大,灯泡越亮。影响盐水灯电池电压大小的因素有哪些呢?他进行了如图乙所示的实验,获得下表数据。
组别 1 2 3 4 5 6
盐水质量分数(g) 5% 10% 15% 5% 10% 15%
金属片浸入盐水深度(cm) 3 3 3 5 5 5
电压(V) 0.7 0.7 0.7 1.0 1.0 1.0
(1)图甲中摇晃盐水袋的目的是______。
(2)图乙中,电池的正极为______(选填“锌片”或“铜片”)。
(3)根据表中实验数据,可得出的结论是______(写出一条即可)。
(4)根据上述实验,想让盐水灯更亮,可采取的措施是______。
【答案】(1)使食盐和水混合均匀,形成稳定的盐水溶液,以便于后续的实验操作。
(2)铜片
(3)在其他条件相同的情况下,金属片浸入盐水深度越深,电压越大。
(4)让金属片浸入盐水深度增加
【详解】(1)图甲中摇晃盐水袋的目的是使食盐和水混合均匀,形成稳定的盐水溶液,以便于后续的实验操作。
(2)图乙中,电池的正极为铜片。因为在电解质溶液中,金属的活泼性越强,越容易失去电子,作为电池的负极。锌的活泼性比铜强,所以锌片作为负极,铜片作为正极。
(3)根据表中实验数据,可得出的结论是:在其他条件相同的情况下,盐水质量分数对电压影响不大,金属片浸入盐水深度越深,电压越大。
(4)根据实验数据,金属片浸入盐水深度越深,电压越大,灯泡两端的电压越大,灯泡越亮。所以可以让金属片浸入盐水深度增加用来增加电压。
知识点二、电压的测量
1、仪器:电压表 ,符号:
2、量程:电压表有三个接线柱,两个量程:0~3V和0~15V。
当使用0~3V量程时,每大格表示1V,每小格表示0.1V。
当使用0~15V量程时,每大格表示5V, 每小格表示0.5V
使用方法:
①必须把电压表并联在被测电路的两端
②电流从电压表的“正接线柱”流入,“负接线柱”流出。否则指针会反偏。
③被测电压不能超过电压表的量程。危害:被测电压超过电压表的最大量程时,不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯甚至烧坏电压表。
④允许电压表直接连入电源两极上测电源电压。
典例1:(2024八上 金华期末)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
【答案】C
【详解】
由图知道,两个灯是依次连接的,即两灯串联连接;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符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
典例2:(2024八下 宁波月考)小宁所在的科学探究小组在练习使用电压表时,把电压表接成了如图所示的电路。当闭合开关时,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
【答案】C
【详解】
图电压表串联在电路中,电压表测电源电压,但电路中无电流,即电流表无示数,灯泡不亮,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
典例3:(2024八下 宁波期末)某同学在研究串联电路电压特点时,需要测出灯L1两端的电压,下图所示的电路图中,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】
A.电压表与电源并联,测电源电压,故A错误;
1并联,且正负接线柱正确,故B正确;
2并联,故C错误;
D.电压表的“+”接线柱与负极相连,接线错误,故D错误。故选B。
典例4:(2024八下 宁波期中)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
【答案】D
【详解】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,此时两灯并联。
故选:D。
演练1:(2024八下 宁波期中)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.若有两个量程,一般都先用大量程“试触”
C.两表都不能将两接线柱直接接到电源的两极上
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
【答案】C
【详解】A、说法正确,使用前应校零;
B、说法正确,为读数准确和保护电表,应该先用大量程“试触”,若示数过小则使用小量程;
C、说法错误,电压表可以直接接在电源两端测量电源电压;
D、说法正确,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。
故选:C。
演练2:(2024八上 金华月考)在所示的电路图中,能用电压表正确测出L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】
A.由图可知,电压表与L1并联,测的是L1的两端电压,故A符合题意;
B.由图可知,电压表与L1和L2并联,测电源电压,且正负接线柱接法正确,故B不符合题意;
C.由图可知,电压表与L2并联,测的是L2的两端电压,故C不符合题意;
D.由图可知,电压表与L1并联,但电压表正负接线柱接反,故D不符合题意。
故选A。
演练3:(2024八下 宁波月考)如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲是电压表,乙、丙是电流表 B.甲是电流表,乙、丙是电压表
C.乙是电流表,甲、丙是电压表 D.丙是电压表,甲、乙是电流表
【答案】D
【详解】
甲、乙串联在了电路中所以是电流表;丙并联在电路中所以是电压表,故ABC错误,D正确。
故选D。
演练4:(2024八上 杭州月考)如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,小灯泡L1和L2正常发光,电流表和电压表均有示数,下列关于该电路的说法正确的是( )
A.电流表测量干路中的电流 B.电压表不能测量L1 两端的电压
C.取下L1时, L2正常发光 D.只断开开关S2时,电压表有示数
【答案】D
【详解】
AB、由图知,闭合开关S1、S2,两灯并联,电流表串联在灯L1的支路上,则电流表测量通过L1的电流;电压表并联在灯L1或L2的两端,则电压表测量灯L1或L2的两端的电压,故AB错误;
C、根据并联互不影响,取下L1,L2能正常工作,故C正确;
D、当开关S1闭合S2断开时,电压表与灯泡L2的支路断路,电压表无示数,故D错误。
故选:D。
演练5:(2024八下 宁波期中)灯L1与灯L2串联,先用电压表测灯L1两端的电压,如图所示。再测灯L2两端的电压时,只将电压表接A的一端改接C,这种接法___________(填“正确”或“不正确”)。原因是___________。
【答案】不正确;电压表的正负接线柱接反了.
【详解】用电压表测灯L1两端的电压,电压表使用正确,电流是从A点流入电压表;而只将电压表接A的一端改接C,则流入电压表的电流将是从B点流入,即电压表的正负接线柱就接反了;不符合电压表的正确用法.
故答案为:不正确;电压表的正负接线柱接反了.
演练6:(2024八上 湖州月考)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”),下图1中电压表___________示数(填“有”或“无”),下图2中闭合开关将发生___________短路(选填“电源”或“用电器”)
【答案】断路;有;用电器。
【详解】
因为电流表电阻很小,相当于导线,电压表电阻很大,相当于断路,所以为了将电路简化,可将电流表看成一段导线,将电压表看成断路.因此,图1中电压表有示数,相对于测电源电压;图2中闭合开关,灯L2可以正常发光,灯L1不亮,所以灯L1被短路,发生用电器短路。
故答案为:断路;有;用电器。
知识点三、串、并联电路电压的特点
实验器材:干电池 2节,小灯泡 2个,开关 1个,电压表 1个,导线若干。
实验步骤
1、设计电路图
(1)串联电路电路图
(2)并联电路电路图
2、按电路图连接好实物图
3、闭合开关S,使灯L1和L2都能发光,然后用电压表分别测出灯L1和灯L2两端的电压U1、U2及总电压 U,并记录下来。
4、换上另外两个小灯泡,再次用电压表分别测出灯L1和灯L2两端的电压U1、U2及
总电压 U,并记录下来。
5、改变电源电压,再次用电压表分别测出灯L1和灯L2两端的电压U1、U2及总电压 U,
并记录下来。
注意事项:为了避免电路中电压过大而损坏电压表,测量时应先选用较大的量程,如果发现指针偏转过小,不易读数,再改用较小的量
串联电路 并联电路
灯L1两端电压 U1 灯L2两端电压 U2 总电压 U 灯L1两端电压 U1 灯L2两端电压 U2 总电压 U
实验记录
实验结论:串联电路中,总电压等于各部分电路上的电压之和,即:U = U1+U2
并联电路中,各支路两端的电压均相等且等于总电压,即:U=U1=U2
换用不同规格的换灯泡、改变电源电压多次测量:为了寻找普遍规律,避免偶然性。
典例1:(2024八上 杭州月考)下列关于图的说法正确的是( )
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端电压
【答案】D
【详解】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。
典例2:(2024八下 宁波期中)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
【答案】B
【详解】
由图甲可知,电阻R1和电阻R2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量电阻R2两端电压,则电压表V1的示数应当比电压表V2的示数大,结合图乙,可知电压表V1的量程为0-15V,电压表V2的量程为0-3V,所以电源电压为7.5V,电阻R2两端的电压为1.5V,由串联电路的电压规律可得电阻R1两端的电压为
7.5V-1.5V=6V
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
典例3:(2024八上 杭州月考)如图所示,在探究串联电路的电压关系时,闭合开关后用电压表分别测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=2伏,UBC=2伏,UAC=4伏。在表格中记录数据后,接着应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
【答案】C
【详解】
(1)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和.
(2)探究串联电路中的电压关系时,应该使用相同规格的小灯泡、不同规格的小灯泡、不同的用电器进行多次实验,然后分析数据,总结结论.
试题解析:在探究串联电路中的电压关系时,用电压表分别测出ab、bc、ac两端的电压后,为寻找规律,应换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,然后分析数据,这样的结论才具有科学性.
故选:C.
典例4:(2024八下 宁波期末)小科以两节串联的干电池为电源,用若干定值电阻和一只电压表来“探究串联电路电压特点”,实验电路如图,测得实验数据如下表。
序号
1 5 1.1 5 1.1 10 2.2
2 5 0.8 10 1.6 15 2.4
3 4 0.5 16 2.0 20 2.5
4 5 0.6 15 1.9 20 2.5
5 8 1.0 12 1.5 20 2.5
(1)分析上述实验数据,除了能得到Uab=U1+U2的规律外,小科还发现:
①U1、U2与R1、R2之间存在着下列关系:U1:U2______(用R1、R2表示)。
②当R总不变时,ab两端的电压Uab大小不变;当R总发生变化时,Uab大小______(填“会”或“不会”)变化;
(2)断开开关S,拆除R1、R2,将R3=20 和R4=20 并联后接到ab之间,闭合开关S,则ab两点之间的电压为______。
【答案】(1)①.R1:R2 ②.会 (2)2.2V
【详解】
(1)①由表中数据知道,U1、U2与R1、R2之间存在的关系是
U1:U2=R1:R2
②由表中数据知道,总电阻为10Ω、15Ω、20Ω时,ab两端的电压Uab分别为2.2V、2.4V、2.5V,所以当R总发生变化时,Uab大小会变化。
(2)将R3=20Ω和R4=20Ω并联后的总电阻为
由表中数据知道,此时ab两点之间的电压为2.2V。
演练1:(2024八上 台州期末)连接如图所示的电路,将开关S闭合后,灯L1和灯L2均发光。下列叙述中,正确的是( )
A.L1和L2串联 B.通过L1和L2的电流一定相等
C.L1和L2两端的电压一定相等 D.闭合开关,若L1灯丝烧断,则L2也不发光
【答案】C
【详解】A.开关闭合后,电路中有两条并列的电流路径,所以灯L1和灯L2并联,故A错误;
B.当两灯泡的规格不相同时,通过灯L1和灯L2的电流一定不相等,当两灯泡的规格相同时,通过灯L1和灯L2的电流一定相等,故B错误;
C.两灯并联,由并联电路的电压特点可知,两灯两端的电压一定相等,故C正确;
D.两个灯泡并联时,它们不相互影响,则 若L1灯丝烧断,则L2照常发光,故D错误。
故选:C。
演练2:(2024八下 宁波期中)图甲所示的电路中,闭合开关后电流表的示数如图乙所示。下列描述正确的是( )
A.灯泡L1与L2并联 B.电压表测L2两端的电压
C.通过L1、L2的电流相等 D.通过L1的电流为0.22A
【答案】C
【详解】
根据电流的路径判定电路的连接方式,根据电路的连接方式分析电路中的各灯电流大小;
根据电流表选用的量程确定分度值读数。
AC.由图甲可知,电流从电源正极流出,依次经L1、L2后,再通过电流表、开关,回到电源的负极。因此灯泡L1与L2串联。由串联电路的电流特点可知,通过L1、L2的电流相等。故A错误,C正确;
B.电压表接在灯泡L1的两端,与灯泡L1并联,因此测灯泡L1两端的电压。故B错误;
D.由图乙可知,导线接在“0.6”接线柱上,因此电流表选择小量程,分度值为0.02A,读数为0.24A,所以通过L1的电流为0.24A。故D错误。
故选:C。
演练3:(2024八上 台州期中)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. L1两端的电压为3.5V
C. L2两端的电压为2.5V D. L1、L2两端的总电压为6V
【答案】A
【详解】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A错误.
故选A.
演练4:(2024八上 杭州月考)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
【答案】D
【详解】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测11两端的电压,电压表V2测12两端的电压,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。
故答案为:D。
演练5:(2024八上 杭州月考)如图所示,电源电压为6V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.2.5V B.3.5V C.5V D.6V
【答案】B
【详解】
由电路图知道,L1 与L2 串联,电压表测L2 两端的电压,又因为当开关S闭合时,电压表示数是2.5V,所以,由串联电路两端电压的特点知道,此时灯泡L1 两端的电压是
U1 =U-U2=6V-2.5V=3.5V
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
演练6:(2024八上 杭州期末)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,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
【答案】B
【详解】
A.用电压表测ab间的电压,那么与a端相接的是电压表的正接线柱,与b端相接的是电压表负接线柱,如果测出Uab间电压后,保持b不动,将a改接到c,那么电流就会从b端流入,即是从电压表负接线柱流入,正接线柱流出,这样是不能测出Ubc的,故A错误;
B.假设a、b之间发生了断路,那么Uab=U电源,当电压表并联在a、c两端时,那么Uac=U电源,这与题干条件相符合,那么可能是a、b之间发生了断路;假设a、b之间发生了短路,那么Uab=0,这与题干条件不符合,所以不可能是a、b之间发生短路;假设b、c之间发生了断路,那么Uab=0,这与题干条件不符合,所以不可能是b、c之间发生断路;假设b、c之间发生了短路,那么Uab=U电源,Uac=U电源,这与题干条件相符合,所以可能是b、c之间发生了短路;综上所述,可能是a、b之间发生了断路,故B正确;
C.两盏灯串联,实验时两盏灯均不亮,说明两盏灯均无电流通过,故两盏灯均不亮的原因可能是电源被短路或电路中存在断路,所以不一定是a、b间断路,故C错误;
D.如果两灯泡的电阻大小不相等,那么两灯泡两端的电压是不相等的,ac间电压是电源电压,ab间电压是灯L1的电压,那么测ac间电压时电压表的偏转角度不是测ab间电压表偏转角度的2倍,故D错误。
故选B。
演练7:(2024八上 杭州期末)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____________,灯两端的电压为____________。
【答案】8.5;6.8
【详解】
[1]根据甲图分析电路可知,两个灯串联,电压表V1测的是电源电压,电压表V2测的是L2的电压,根据串联电路中电压的规律,V1的示数大于V2的示数,因为两只电压表的指针偏转角度相同,所以V2选择的是小量程,其分度值是0.1V,读数为1.7V,V1选择的是大量程,其分度值为0.5V,读数为8.5V,即电源电压为8.5V。
[2]根据串联电路电压的规律,灯L1两端的电压为U1=8.5V-1.7V=6.8V.
演练8:(2024八上 嘉兴期末)意大利人伏打于1791年发明了最早的电池---伏打电堆,小嘉仿造了一个伏打电堆,并用电压表测量其电压,如图所示。此电池的正极是________(选填“锌板”或“银板”);要使其电压达到,需要串联________个这样的电堆。
【答案】(1) 银板(2) 4
【详解】从图中可看出,银板接电压表的正接线柱,故银板为电源的正极。
图中电压表量程为0~3V,对应的分度值为0.1V,故电压表示数为1.5V;一个伏打电堆的电压为1.5V,要使其电压达到6V,需要串联4节这样的电堆。
故答案为:银板;4。
演练9:(2024八下 宁波期末) 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。________。
【答案】(1)3;(2)2.9;(3)并联电路各支路电压相等;(4)可能导致灯的电压变化较小,故灯的亮度变化较小。
【详解】(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L1泡两端电压为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
演练10:(2024八上 杭州期末) 如图1是某科学实验小组“探究串联电路电流和电压特点”的实验电路图,实验器材:两节新干电池、多个小灯泡、一个电压表和一个电流表、一个开关和若干导线。
(1)用电流表测电流时,电流表应与被测电路______联(选填“串”或“并”),下表是某同学在实验中测得的三个不同位置的电流值,有一个位置的电流测量明显有误,造成这一错误的原因是________;
电流表的位置 A B C
电流I/A 0.32 0.32 1.6
(2)甲、乙两位同学在某两次实验中,闭合开关前,他们的电流表指针均指在零刻度处。当闭合开关试触时,发现电流表指针摆动分别出现了如图1甲、乙所示的两种情况。其中甲的问题是:________;
(3)在测量电压的实验中,某同学把电压表接在AB之间测量,如图2甲所示,请根据电路图用笔画线代替导线将如图乙所示的实物电路连接完整;_________;
(4)当测量完灯L1两端的电压后,为了节约时间,断开A点接线直接改接在C点上。这样_______(选填“能”或“不能”)测量出灯L2两端的电压;并说明理由________;
(5)正确实验后,该小组记录几组数据如表,分析表中数据得出结论:________(请使用文字叙述)。
实验次数 L1两端电压/V L2两端电压/V 串联总电压/V
1 1.4 1.4 2.8
2 1.2 1.6 2.8
3 1.1 1.7 2.8
【答案】(1)串;电流表选用小量程却按大量程读数了;(2)电流表的正负接线柱接反了;(3)见详解 (4)不能;电压表的正负接线柱接反了;(5)串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和。
【详解】(1)用电流表测电流时,电流表应与被测电路串联;串联电路各处的电流都相等,测得的三个不同位置的电流值,有一个位置的电流测量明显有误,则其它两个测量值是正确的,错误的电流值应是1.6A,错误的原因在于:电流表选用小量程却按大量程读数了。
(2)由图甲可知,在试触过程中出现电流表指针反向偏转,说明电流从负接线柱流入了,即电流表的正负接线柱接反了;
图乙中电流表指针偏转角度太小,说明电流表的量程选大了,应该用小量程。
(3)电压表与待测电路并联,电源电压3V,电压表选择0-3V量程,两个灯泡串联,连接电路如图所示:
(4)当同学们测量完灯L1两端的电压后,为了节约时间,断开A点接线直接改接在C点上。这样不能测量出灯L2两端的电压,其理由是电压表的正负接线柱接反;
(5)分析表中数据得出结论:串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和。
故答案为:(1)串;电流表选用小量程却按大量程读数了;(2)电流表的正负接线柱接反了;(3)见解答 (4)不能;电压表的正负接线柱接反了;(5)串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和。
知识点四、利用电流表、电压表判断电路故障
1、电流表示数正常而电压表无示数:
“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表,则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。
2、电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是①电流表短路;②和电压表并联的用电器开路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。
3、电流表电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。
典例1:(2024八下 宁波期中)如图所示,闭合开关后两灯不亮,用电压表先后测得UAD=UAC=UAB=4.5V,则故障可能是( )
A.灯L1发生断路 B.灯L2发生断路 C.灯L1发生短路 D.灯L2发生短路
【答案】A
【详解】由题意可知,闭合开关后两灯都不亮,测得UAD=UAC=UAB=4.5V,说明电源电压为4.5V;A、若灯L1发生断路,电压表并联在L1两端时与电源相通由示数且等于电源电压,A符合题意;
B、若灯L2发生断路,电压表并联在L2两端时与电源不相通,没有示数,B不符合题意;
C、若灯L1发生短路,电压表同时被短路没有示数,灯泡L2发光,C不符合题意;
D、若灯L2发生短路,灯泡L2发光,电压表有示数,D不符合题意。
故答案为:A。
典例2:(2024八下 宁波期中)如下图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后,只有两个电表的指针发生偏转。已知灯泡L1、L2中只有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法正确的是( )
A.可能是灯泡L1短路 B.可能是灯泡L2短路
C.可能是灯泡L1断路 D.一定是灯泡L2断路
【详解】B
【详解】
A.如图,两个灯泡串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测灯泡L2两端的电压,若灯泡L1短路 ,闭合开关,三个电表都会偏转,故A错误;
B.若灯泡L2短路 ,闭合开关,此时V2被短路示数不变,电流表,V1指针发生偏转,故B正确;
C.若灯泡L1断路 ,闭合开关,电路断路,电压表V1测电源电压,只有V1有示数,故C错误;
D.若灯泡L2断路 ,闭合开关,电路断路,电流表无示数,两个电压表并联,都有示数,因此电路故障可能灯泡L2短路,也可能是灯泡L2断路,故D错误。
故选B。
典例3:(2024八下 宁波期中)小强同学在探究串联电路电流规律的实验中,按如图连接好了电路,闭合开关S后,两灯均不发光,为检测出电路故障,他做了以下操作:将电压表接到b、c两点,观察电压表、电流表均无示数;将电压表接到a、b两点,观察电压表有明显示数,而电流表示数几乎为零,则电路故障可能是( )
A.灯L2断路 B.灯L2短路 C.电流表烧坏了 D.灯L1断路
【答案】A
【详解】
两灯均不发光,电流表始终无示数,说明电路故障为断路;将电压表并联在b、c两点,电压表无示数,说明电压表的正负接线柱不能与电源两极相连,即L1完好;
将电压表接到a、b两点,观察电压表有明显示数,而电流表示数几乎为零,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,说明灯L2断路.
故选A.
典例4:(2024八上 绍兴期末)如图所示电路中,电源电压恒定。闭合开关,电路正常工作一段时间后,灯泡L突然熄灭,电路中两个电表一个示数变大、一个示数变小。电阻R或灯泡L仅有一个出现了故障,其它元件均完好。下列说法中正确的是( )
①可能灯泡L断路 ②可能灯泡L短路 ③可能电阻R断路 ④可能电阻R短路
A.只有①③正确 B.只有③④正确 C.只有②④正确 D.只有①②正确
【答案】D
【详解】
电路正常工作时,R与灯泡L串联,电流表测量电路中的电流,电压表V测电源两端的电压,电压表V1测L两端的电压。①若灯泡L断路,电路中无电流,电流表示数变为0,此时两个电压表测量的都是电源电压,有示数,与题意相符;②若灯泡L短路,电路是通路,电路中有电流,电流表有示数;根据U=IR可知,电压表V1示数为0,电压表V测电源两端的电压,有示数,与题意相符;③若电阻R断路,电路中无电流,电流表示数变为0,电压表V1与电源两极之间是断开的,无示数,电压表V测电源两端的电压,有示数,与题意不符;④若电阻R短路,电路是通路,电路中有电流,电流表有示数,此时两个电压表测量的都是电源电压,有示数,与题意不符。综上,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
典例5:(2024八上 杭州月考)在如图所示电路中,电源电压保持不变。 闭合电键S后,电路正常工作。 过了一会儿,两个电表的示数均变大,则下列判断中正确的是( )
A.电阻R可能短路,灯L变亮 B.电阻R正常,灯L 断路
C.电阻R一定断路,灯L变暗 D.电阻R正常,灯L短路
【答案】D
【详解】
A.如果电阻R短路,电路电阻减小,所以电流表示数增大;电压表相当于与导线并联,所以示数为零,故A错误;
B.如果灯L断路,整个电路断路,电流表、电压表示数都减小为零,故B错误;
C.如果电阻R断路,电流表断路,示数为零;电压表测量电源电压,故C错误;
D.如果灯L短路,电路电阻减小,所以电流表示数增大;电压表测量电源电压,示数变大,故D正确。
故选D。
演练1:(2024八上 杭州期末)如图所示的电路,闭合开关后,小灯泡不发光,电压表无示数,电流表的指针有示数。则电路中的故障可能是( )
A.小灯泡短路 B.电流表断路 C.小灯泡断路 D.电压表短路
【答案】A
【详解】
图中灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量电路中电流,闭合开关后,小灯泡不发光,电流表的指针有示数,说明电路不是断路,只能是短路,而电压表无示数,电压表被短路,故灯泡短路。
故选:A。
演练2:(2024八上 嘉兴期末)小科利用如图所示的电路测的电阻,连接好电路闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器滑片,电流表指针均几乎无偏转、电压表示数接近电源电压,出现这种情况的原因是( )
A.断路 B.短路 C.电流表断路 D.滑动变阻器断路
【答案】B。
【详解】由电路图可知:待测电阻和滑动变阻器串联,电流表测串联电路的电流,电压表测待测电阻两端的电压,因为电压表有示数,说明电压表两接线柱连接到电源两极,所以问题出现在定值电阻上,若定值电阻短路,电压表就没有示数,所以被测电阻Rx断路。
故选B。
演练3:(2024八上 杭州期末)某学生在做测定小灯泡电阻的实验中,将正常的电流表、电压表接入电路,当闭合开关后,发现电流表有读数,电压表读数为零,移动滑动变阻器滑片时电流表读数有变化,电压表读数始终为零,其原因可能是( )
A.滑动变阻器接触不良 B.开关接触不良
C.小灯泡短路 D.灯泡的钨丝断了
【答案】C.
【详解】A. 滑动变阻器接触不良:如果接触不良,电流可能不稳定或中断,但题干中电流有读数且变化,表明滑动变阻器接触良好,因此A错误。
B. 开关接触不良:开关接触不良可能导致电路不通,但题干中电流有读数,说明开关闭合良好,因此B错误。
C. 小灯泡短路:小灯泡短路时,其电阻接近于零,因此电压表并联在灯泡两端时读数应为零;电流表串联在电路中,有读数且随滑片移动变化(因总电阻变化),符合现象,因此C正确。
D. 小灯泡的钨丝断了:钨丝断时,小灯泡开路,电路中无电流,电流表读数应为零,但题干中电流有读数,因此D错误。综上,原因是小灯泡短路。
故选:C。
演练4:(2024八下 宁波期中)某同学连接的电路实物图如图所示。闭合电键后,灯泡L1、L2都不亮,他用电压表进行电路故障检测,测试结果如左下表所示,则可以判定电路中的故障是( )
测试点 a、b c、d d、f
电压表示数 有示数 无示数 有示数
A.灯泡L1短路 B.灯泡L2短路 C.cd段断路 D.df断路
【答案】D
【详解】
AB.由图可知,灯泡L1、L2为串联电路,L1、L2都不亮,说明电路为断路,若任意一只灯泡短路,则另一只灯泡要发光,故AB不符合题意;
C.如果cd段断路,则整个电路断路,两灯不发光,将电压表接在cd间测电源电压,所以有示数,故C不符合题意;
D.如果df段断路,整个电路断路,两灯不发光,将电压表接在ab和df间都是测电源电压,所以有示数,电压表接在c、d时,与电源正负极断开,因此无示数。故D符合题意。
故选D。
演练5:(2024八上 金华期末)如图所示电路,闭合开关,灯泡L1、L2都能正常发光,两只电表都有示数,工作一段时间后,灯泡L2突然熄灭,L1仍正常发光,两只电表均有示数。则下列说法正确的是( )
A.L2熄灭可能是L2断路引起的 B.L2熄灭可能是L2短路引起的
C.L2熄灭前电流表测干路电流 D.L2熄灭后电压表示数会变大
【答案】A
【详解】
由图可知电路为两灯泡并联,灯泡L2突然熄灭,L1仍正常发光,说明电路发生断路,且此时电流表电压表都有示数,只有L2熄灭,则说明是灯泡L2发生断路,故A正确,BCD错误。
故选A。
演练6: (2024八上 金华月考)在如图所示的电路中,电源电压恒定,电阻。当闭合开关时,若发现两个电流表示数相等,且均在正常值范围内,则出现的故障是( )
A.短路 B.断路 C.短路 断路
【答案】B
【详解】A、由图知,L1和L2并联,若L1短路,则A2、L2也被短路,此时通过L2的电流为零,A1的示数很大,不符合要求;
B、L1断路,则L2、A1、A2串联,电流相等,符合题意;
C、L2短路,则整个电路短路,电流表会烧坏,不符合题意;
D、L2断路,则A2的示数为零,不符合题意.
故选B.
演练7:(2025九上 温州开学考)小实将两个规格相同的小灯泡连接成如图所示的电路。当他闭合开关S后,发现两盏灯均不发光,电压表V1、V2示数相同且不为零。若电路中只有一处故障,则出现的故障可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L1短路 C.灯L2断路 D.灯L2短
【答案】B
【详解】由实物图知,两灯泡串联,电压表V1测电源电压,V2测L1两端电压;两盏灯均不发光,说明电路故障为断路,由于两电压表有示数且相同,说明两电压表的正负接线柱均与电源两极相连,因此电路故障为L1断路。
故选:B。
演练8:(2024九上 杭州月考)在如图所示的电路中,当闭合开关S后,发现只有一个灯泡亮,造成这种情况的原因可能是( )
A.灯泡L2短路,电压表没有读数 B.灯泡L2断路,电流表没有读数
C.灯泡L1断路,电压表没有读数 D.灯泡L1短路,电流表没有读数
【答案】A
【详解】闭合开关S后,发现只有一个灯泡亮,说明电路为通路,并且电流表一定有示数,因此电路故障不是断路,故BC错误;
由于电压表无示数,说明与电压表并联的用电器被短路,即灯泡L2短路,故A正确,D错误。
故选:A。
演练9: (2024八上 金华月考)在研究串联电路与并联电路特点的实验中,出现了以下实验现象(见表),两个电路均只有一个灯泡故障,则甲电路中故障是_________,乙电路中的故障是___________。
电流表示数 L1 L2
甲 有 不亮 亮
乙 有 不亮 亮
【答案】L1短路;L1断路。
【详解】甲电路:小灯泡L 、L 串联,闭合开关后,电流表有示数,L 亮,说明电路通路,L 不亮,故障为L 短路。
乙电路:小灯泡L1、L2并联,闭合开关后,电流表有示数(在干路)L2亮,L1不亮,若L1短路会导致L2不发光且电流表可能烧坏,故故障为L1断路。
演练10: (2024八上 湖州期末)小滨在测小灯泡电阻的实验时(图中电流表、电压表未画出)发现小灯泡不亮,为寻找原因,他想进行如下操作,并画出思维导图,请将小滨的分析过程补充完整。
① ;② 。
【答案】①.小灯泡短路 ;②.小灯泡断路
【详解】①]电流表有示数,说明电路没有发生断路,而小灯泡不亮,说明故障是小灯泡短路。
②电流表无示数,说明电路发生断路,将电压表并联在小灯泡两端,电压表示数为3V,说明除小灯泡以外的电路没有断路,故是小灯泡断路。