第五节 电压
课型:新授课
学习目标
知道电压的作用、电源是提供电压的装置;
知道电压的单位伏特、千伏、毫伏及相互关系;记住干电池和家庭电路的电压.
知道电压表的用途和表示符号;电压表的量程、刻度方法、连接方法及调“零”方法.
会使用电压表测电压,会探究串联电路和并联电路的电压关系。
一、创设情景
问题: “灯泡发光、电动机砖动”现象中,灯泡发光、电动机转动,都需要电流,那么电流是怎样形成的呢?引起学生思考.
探究新知
任务一:知道电压的作用、电源是提供电压的装置;知道电压的单位记住干电池和家庭电路的电压.
学生自学:教材图11-24用水流类比电流、阀门类比开关、涡轮类比电灯、抽水机类比电源、水位差类比 .让学生体会用“水位差是形成水流的原因”类比“ 是形成电流的原因”;用“抽水机是形成水位差的原因”类比“ 是形成电源的原因”;用“流动的水冲动水轮机转动”类比“流动的电荷使灯泡发光”
由以上类比,启发学生归纳出:水的流动是因为有水压,电荷作定向移动是因为有电压.因此可知 使电路中形成了电流, 使提供电压的装置.
注意:电压需着重指明是那段电路两段的电压.常说的“电路上的电压”,指的是“这段电路两端的电压”.
2. 电压的高低和单位
学生合作探究:(同桌)
(1)用1节、2节、3节干电池分别给同一个小灯泡通电(选用额定电压为3.8V的灯泡),小灯泡的亮度不一样.
(2)用手摇发电机给一个小灯泡通电,改变手摇的快慢,小灯泡的亮度不同.从小灯泡的亮度不同,说明不同电源产生的电压不同.
小结:电压的单位: 比伏大的单位有 (kV)、.比伏小的单位友 (mV)
生产、生活中用电器的额定电压值:一节干电池电压 V,家庭电路电压 V.
安全电压是 36V。
任务二、知道电压表的用途和表示符号;电压表的量程、刻度方法、连接方法及调“零”方法
问题:你家中的用电器,如收音机、电子钟、电风扇等,它们的工作电压各不相同.你知道它们的电压是怎样得到的吗?用什么仪表?怎样测量?
学生观察桌面上四种外形不同的电压表
1.电压表的符号:
2.电压表的作用: .
3、电流压的读数:
学生自行设计、依据课本读数。 、 。
量程:0-0.6A;0-3A 对应的最小刻度:0.02A;0.1A
三.电压表的使用
教师示范连接电压表,测小灯泡两端电压.
用实验探究电流表的一些问题如:电流表的三个接线柱的用途和用法;电流表的两个量程、最小刻度;电流的读数.结合电路图来帮助学生学习电压表的四个使用规则,学生感受电压表是如何在电路中连接的.
1.电压表要 在电路中(并联)
2.正负接线柱的接法要 :电流从 流入,从 流出.(正确 正接线柱 负接线柱)
3.被测电压不要超过电压表的 :在不知道电压大小的情况下,先选用较大量程,用导线 .(量程 试触)
4.电压表 直接连到电源的两极上.(可以)
任务三:串、并联电路中电压的关系
学生依据课本图11-28、11-29设计实验方案课题有:电压表的应当如何连到电路中;分析电路中电压表的作用;怎样才能正确使用电压表.分析电路中电压的关系。按课文顺序,对每一条使用电压表的规则,先画图说明,接着进行操作,认真观察.
从测量结果中你得出什么结论?
串联电路中, 。即:U=U1 U2(总电压等于各导体两端电压之和 +)
并联电路中, 即:U=U1 U2(各支路两端电压都相等 =)
二、自我诊断
课桌上摆放一块电流表和一块电压表,看一看表头的标记有什么区别?表盘的标度有什么区别?表盘的接线柱标记有什么区别?
关于电压,下列说法正确的是:( )
A.电路两端有电压,电路中就一定有电流
B.电路中无电流,电路两端就一定无电压
C.电路两端必须有电压,才可能有电流
D.电路中有电流,电路两端就一定有电压
220V=______kV, 4.5V=______mV,2×103千伏=_________伏特=__________毫伏。
电压是使____________发生定向移动形成电流的原因,电压的单位是伏特,1伏特的物理意义是_____________________。
伏特表使用0~15伏特量程,示数为_______伏特,若使用0~3伏特量程,示数为_____伏特。
三、系统小节(你的收获)
四、课后反思:学习中,还有哪些不足?
自我诊断答案
1、电流表标记是A,电压表标记是V;电流的标度表示0-0.6A和0-3A两个量程,电压表的标度表示0-3V和0-15V两个量程;电流表的三个接线柱分别是“-”“0.6”“3”,电压表的三个接线柱分别是“-”“3”“15”。
2、C
3、0.22 4500 2×106 2×109
4、自由电荷 导体中每通过1库仑电量,电流做功1焦耳
5、6 1.2
五、 电压
教材解读
电压是电学教学的重点,是继电流之后要认识的另一个重要电学物理量,与电流一样,都是学习欧姆定律这一电学核心规律的基础,是学生必须掌握的知识。
本节课主要包括电压的认识、电压表连接及正确读数以及串、并联电路中电压的关系。在技能方面是练习用电压表测电压,在知识方面是研究串、并联电路中的电压关系。对于串、并联电路中电压的关系探究实验,让学生自主实验、观察记录、自行分析、归纳总结得出结论,探究过程可以借助上一节的探究步骤及注意事项来完成。
教
学
目
标
知识与技能
1.知道电压的作用,电源是提供电压的装置。
2.知道电压的单位;记住干电池和家庭电路的电压。
3.知道电压表的用途和表示符号;认识电压表的量程、分度值;掌握电压表的连接方法及调零方法。
4.会使用电压表测电压,会探究串联电路和并联电路的电压关系。
过程与方法
通过改变电压,观察小灯泡亮度的变化,获得电路中电流的强弱信息,使学生具有初步的观察能力、分析和推理的能力。
情感态度
与价值观
1.有认识电压表和正确使用电压表的愿望。
2.通过对学生正确使用电压表技能的训练,使学生学会阅读说明书,养成严谨的科学态度和工作作风。
重
点
难
点
重点:知道电压表的作用,会使用电压表。通过闭合与断开开关认识电压是形成电流的原因,测量电源电压及小灯泡两端电压,掌握电压表的使用方法。
难点:理解电压与电流之间的关系及电压表的规范使用。电路中有电压不一定有电流,有电流一定有电压;针对学生使用电压表的过程,总结不规范之处。
实
验
改
进
探究串、并联电路中电压规律实验改进:在测量串联电路中电压的实验过程中,按照教材中的方法,依次测量两只灯泡两端电压及总电压时,由于电压表的影响会导致结果并不完全符合“串联电路总电压等于各用电器两端电压之和”的结论。可以使用三个电压表同时连入电路中,测量出三个电压值,这时测量结果一般是准确的(实验前要检查各电压表规格是否相同)。
新课导语
【导入一】 (创设问题情景,引入新课)
(1)师:电与我们的生活息息相关,“电压”这个词听起来也不陌生。同学们知道与电压有关的哪些知识呢?
学生踊跃地交流着自己的生活感受(雷电很厉害,可以击死人和牲畜;高压危险,不能靠近;照明电路的电压是220 V;一节干电池的电压是1.5 V;秋冬的晚上脱毛衣时可摩擦生电;有些生物体内可以产生较高的电压——生物电等)。
师:到底什么是电压?电压是从哪来的?下面我们就一起来探究什么是电压,引入新课。
(2)对比甲、乙两图中各元件作用的相似点,分析水流的形成与电流的形成过程的相似之处,明确电源就是提供电压的装置,电压是形成电流的原因,引入新课。
(3)教师借助多媒体呈现一些触电伤亡事故的图片或视频,警示学生电很危险,不要轻易接触电。可是我们触摸干电池为什么不会触电呢?什么样的电是安全的呢?引入新课。
【导入二】 (复习引入新课)教师连接一个最简单的电路,闭合开关灯泡发光,说明电路中有电流,去掉电源,闭合开关,灯泡不能发光,说明电路中没有电流,为什么电路中必须有电源才会有电流?电流是怎样形成的?引入新课。
学点1 电压
阅读教材P59内容,如图S11-5-1所示,观察水流和电路的情况,回答下面的问题:
图S11-5-1
问题1:水怎样才会不停地流动?
答:__用抽水机不断地把水抽到高处,形成一定的压力差__。
问题2:电路中怎样才会有持续的电流?
答:__电路中必须有一定的电压,且电路是通路,才会有持续的电流__。
问题3:电路中用两节干电池串联供电比用一节干电池供电时灯泡更亮,说明两节干电池在小灯泡两端产生的电压比一节干电池产生的电压__高__一些,由此猜想:灯泡两端的电压越高,通过它的电流越__大__。
问题4:与抽水机类似,电路中,__电源__是提供电压的设备,__电压__是形成电流的原因。电压通常用符号__U__表示,国际单位是__伏特__,简称__伏__,符号为__V__,除此之外,电压的单位还有__千伏(kV)__、__毫伏(mV)__和__微伏(μV)__。
问题5:日常生活中,一节干电池的电压为__1.5__V,家庭电路中的电压为__220__V,工厂动力用电为__380__V,对人体安全的电压为不高于__36__V。
问题6:有电压__不一定__有电流,有电流__一定__有电压。(均选填“一定”或“不一定”)
学点2 电压表
观察图S11-5-2所示两幅图片,思考并回答下列问题:
图S11-5-2
问题1:电压表是测量电路中__电压__的仪表,它在电路图中的符号为____。
问题2:观察电压表,它有三个接线柱,分别标有“-”“3”和“15”,表示它有两个量程,分别为__0~3_V__和__0~15_V__。
问题3:按照0~3 V的量程读数时,每个小格代表__0.1_V__,按照0~15 V的量程读数时,每个小格代表__0.5_V__,它们是__5__倍关系,如果读错量程,乘以5或除以5即可得出正确读数。
问题4:电压表的使用需注意以下几点。
(1)使用前,首先要把指针调节到__“0”__的位置。
(2)电压表应该__并__联在电路中。
(3)要使电流从电压表标有“3”或“15”的接线柱__流入__,再从标有“-”的接线柱__流出__。
(4)在不明确待测电压的大小时,可以用__0~15_V__的量程进行试触,再决定用哪个量程。
(5)读数时,视线应与表盘垂直,图S11-5-3中电压表的示数分别为__2.4_V__和__6.5_V__。
图S11-5-3
学点3 探究串、并联电路中电压的规律
实验1:按如图S11-5-4所示串联电路图连接实物电路图,分别用电压表测出AB、BC、AC两端的电压。(两灯规格相同)
图S11-5-4
问题1:下面是小丽设计的数据记录表,请你指出表格的不妥之处。
UAB
UBC
UAC
实验数据
答:__电压没有单位,实验次数太少__。
问题2:在评估过程中,小刚认为小丽的实验过程太特殊,结论的成立不具有普遍性意义。你觉得小刚的实验结论可能是什么?结论的成立是否具有普遍性意义?
答:__串联电路中电路的总电压等于各用电器两端的电压之和;小丽的实验不具有普遍性,应改变灯泡规格或电源电压,做三次以上实验__。
实验2:如图S11-5-5所示是小丽同学探究并联电路中电压规律实验时的实物电路图,她改变L1和L2的规格做了3次实验,以下是她的数据记录表。
图S11-5-5
实验
次数
电源电压
U/V
L1两端的电压
U1/V
L2两端的电压
U2/V
1
3
3
3
1
3
3
3
2
3
3
3
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
结 论:__并联电路中,各支路两端的电压相等,与电路的总电压也相等__。
11.5电压
【教学目标】
知识与技能:
1、知道电源的作用、电压的单位及其换算,了解生产、生活中常见电压值;
2、知道电压表的用途、符号,会正确使用电压表测电压,并能正确选择量程和读数。
过程与方法:
通过实验探究,分析归纳串联和并联电路中的电压关系;通过探究,经历探索科学规律的过程,培养同学们的观察、分析、归纳、交流与表达等方面的能力。
情感态度与价值观:
让学生在探究过程中养成严谨的科学态度与协作精神。
【教学重点】
通过实验探究得出串、并联电路中电压的关系,学会电压表的使用及其读数。
【教学难点】
电压表的使用,电压表与电流表的使用区别。
【教学准备】
投影仪、演示电压表、实验室常用电压表、干电池三节、小灯泡两只、开关一只、导线若干。
【教学方法】
讲授法,实验探究法,对比与类比法。
【教学过程】
一、设置情景,引入新课:
[演示实验]
1)闭合开关,小灯泡发光说明了什么?
2)将电源正、负两极与灯泡两端断开,小灯泡不亮了,这现象说明了什么?为什么?
[讲述]:灯泡的钨丝及导线里虽然都有大量的自由电子,但因为没有接通电源,它们只作无规则的热运动,并不发生定向移动形成电流。当灯泡与电源接通,灯泡里就有电流,这说明电源可以使电路中的自由电荷定向移动形成电流。为什么电源有这种作用呢?就因为电源的两极间有电压。
[板书]:第五节 电压
二、新课教学:
(一)电压(用符号U表示)
1.采用类比法进行教学:
(1)研究水流是怎样形成的。
水压是使水发生定向移动形成水流的原因。
抽水机的作用是:保持一定的水压,形成持续的水流。
(2)灯泡中的电流又是怎样形成的呢?(如图)
电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因。
电源的作用:保持一定的电压,使电路中不断有电流通过。
电源是提供电压的装置。
2.电压的单位:伏特(V)
在国际单位制里,电压的单位是伏特,简称伏(V)。
此外,常用单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)等。
换算关系:1千伏(kV)=1000伏(V)
1伏(V)=1000毫伏(mV)
1毫伏(mV)=1000微伏(μV)。
介绍:伏打的故事。
3.识记常见的电压值
一节干电池(5号、7号) U=1.5V
每个蓄电池的电压 U=2V
我国家庭电路的电压 U=220V
对人体的安全电压 U≤36V
(二)怎样使用电压表
1、电压使电路中形成了电流,对同一个小灯泡,当它发光微弱时,根据电流的效应可知,通过它的电流较小,它两端的电压较小,当灯泡变亮时,通过它的电流变大,它两端的电压变大。若想知道灯泡两端的确切电压,必须使用电压表进行测量。
电压表和电流表不仅外形相似,构造也相似,因此,在使用上,它们有相同的方面,但它们测量的又是两个不同的物理量,又有不同的要求。因此,我们将采取跟电流表对比的方法,来学电压表。(学生自学,根据教师提示填写下表)
电流表
电压表
作用
测电路中的电流
表盘符号
A
电路元件符号
量程(两个量程,三个接线柱)
读数方法
1.由接线柱确定量程
2.大、小格表示的电流值
3.根据指针读数
2.电压表的使用:
1)电压表要并联在被测电路的两端
问题:电压表为何必须并联到被测电路中?
2)必须使电流从电压表的“+”接线柱流进,从“-”接线柱流出。
问题:电压表的接线柱若接线反了,会出现什么现象?
学生用电压表中的接线柱怎样使用?
3)被测电压不要超过电压表的量程。
问题:被测电压超过电压表的量程会出现什么现象?
如果事先不能估测出被测电压的大小,怎么进行测量?
电压表直接连到电源的正、负极上,测出的示数是什么电压?
3.总结:
(三)串、并联电路中电压的关系
学生分组实验。
要求:1、认真对照图示实物连接图连接好电路(连接过程中开关要断开,每次经检查无误后再闭和开关)
2、按照电压表的使用规则进行操作;
3、准确读数,作好记录(每次读数后要及时断开开关);
4、通过分析得出实验结论。
实验结论:1、串联电池的总电压等于各串联电池电压之和;
2、串联电路两端的电压等于串联的各部分电路两端电压之和;
3、并联电路中各并联支路的电压相等。
三、作业布置:
课后练习作业2、3、4题。
【板书设计】
【教学反思】教师课后完成。
第十一章 五、电压 第1课时 电压及其测量
一、选择题
1.将电路和水路类比,有较多相似之处。在电路中和如图K-11-1所示水路中的水轮机作用相似的是( )
图K-11-1
A.用电器 B.电源
C.开关 D.导线
2.小红和小明学习了电压知识后有各自不同的认识,下列说法错误的是( )
A.电压是电路中形成电流的原因
B.电源是电路中提供电压的装置
C.电路中有电流,则电路中一定有电源
D.电路中有电源,则电路中一定有电流
3.下列关于电压表使用的说法,不正确的是( )
A.要把电压表与被测电路并联
B.用电压表测电压时,量程要选得合适
C.绝对不允许不经过用电器而把电压表直接接在电源的两极上
D.电流应从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
4.图K-11-2是用电压表测灯泡两端电压的电路,其中电压表使用正确的是( )
图K-11-2
5.如图K-11-3所示是小涛在测量某个电路时的电表示数,下列读数正确的( )
图K-11-3
A.电流表的示数是2.3 A
B.电压表的示数是13 V
C.电流表的示数是2.3 V
D.电压表的示数是2.3 V
6.如图K-11-4所示的电路中,闭合开关S后,电压表能测灯L1两端电压的是( )
图K-11-4
7.使用都已调零的电压表测量不同导体两端的电压时,闭合开关后,电压表分别出现了下面四种情况:①所选量程太大;②所选量程太小;③接线柱接反;④被测电压太高。则如图K-11-5所示电压表的指针偏转情况能与以上四种情况相对应的排列顺序为( )
图K-11-5
A.丁丙甲乙 B.乙丙丁甲
C.丙丁乙甲 D.丁乙甲丙
8.李明同学在一次实验中,用有0~3 V和0~15 V两个量程的电压表测电压时,电压表的“-”接线柱已接入电路,在用0~15 V量程试触时,指针位置如图K-11-6所示,则下一步的实验操作应该是( )
图K-11-6
A.直接接入c接线柱,然后读数
B.直接接入b接线柱,然后读数
C.断开开关,接入c接线柱,闭合开关后读数
D.断开开关,接入b接线柱,闭合开关后读数
9.小宁的探究小组在练习使用电压表时,军军把电压表接成了如图K-11-7所示的电路。当闭合开关时所发生的现象是( )
图K-11-7
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
10.如图K-11-8所示电路,闭合开关S,使灯泡L1和L2能同时发光,则甲、乙处填上什么电表符号( )
图K-11-8
A.A V B.A A
C.V V D.V A
二、填空题
11.1200 mV=________V=________kV;
55 kV=________V=________mV;
80 V=________mV=________kV。
12.据科学研究,发生闪电的云层间的电压可达1×105 kV,合________V;一节新干电池的电压是________V,合________μV。
13.如图K-11-9甲所示是________表的刻度盘,此时电表的示数是________,若把这个表接在图乙所示电路中使用,应接在________(选填“a”或“b”)处。
图K-11-9
14.如图K-11-10所示是一个双量程电压表的刻度盘。当使用较小量程时,图中指针位置的示数为________V;当使用较大量程时,图中指针位置的示数为________V。
15.某同学用电压表测量电压时,发现电压表指针反偏,这是因为____________________;另一名同学发现电压表指针偏转到右边没有刻度的地方,这是因为________________。
图K-11-10
在如图K-11-11所示的电路中,电压表测的是________两端的电压。如果要用此电压表测灯L1和L2的总电压,应将电压表从________接线柱改接在________接线柱上。
图K-11-11
三、作图题
17.请把如图K-11-12所示的实物电路对应的电路图画在虚线框内,并在电路图上标明电压表的“+”“-”接线柱。
图K-11-12
18.根据图K-11-13甲中的电路图,用笔画线代替导线将图乙的实物连接起来(两表均选小量程)。
图K-11-13
四、实验探究题
19.(1)请你在图K-11-14中画出示数为4.5 V时指针所在的位置,并用笔画线代替导线,把电压表的哪两个接线柱连入电路中的情况表示出来。
图K-11-14
(2)在一次使用的过程中,发现电压表的指针向左偏转,请你分析其原因:________________________________。
(3)如不能估计被测电压大小的情况下,应使用__________法来解决。
1.A
2.D
3.C [解析] 电压表可以直接接在电源两极上测电源电压。
4.A
5.D
6.A [解析] 使用电压表测量电压时,电压表要并联在所测用电器的两端。图A中,电压表测灯泡L1两端的电压;图B中,电压表测灯泡L2两端的电压;图C中,电压表被短路;图D中,电压表测电源电压。
7.A [解析] 出现如图甲所示的情况是正、负接线柱接反导致的;出现图乙所示的情况是被测电压超出了大量程的最大值,电压值太高导致的,需要换用量程更大的电压表;出现如图丙所示的情况是所选量程太小造成的,应换用0~15 V的量程;出现如图丁所示的情况是所选量程太大导致的,应换用0~3 V的量程。
8.D [解析] 由图示电压表可知,试触时指针摆幅较小,在2 V附近,这是选用了电压表较大量程的结果,为了使测量数据更准确,应换用较小量程,电压表应选0~3 V量程,并且换接线柱时应断开开关。
9.C
10.D
11.1.2 1.2×10-3 5.5×104 5.5×107 8×104 8×10-2
12.1×108 1.5 1.5×106
13.电压 2.5 V b
14.0.9 4.5
15.电压表的正、负接线柱接反了 所选量程过小
16.灯L2 b a
17.如图所示
图S11-5-7
18.如图所示
图S11-5-8
19.(1)如图所示
图S11-5-10
(2)正、负接线柱接反了 (3)试触
[解析] (1)电压值是4.5 V,所以使用0~15 V量程,每一个大格代表5 V,每一个小格代表0.5 V。
(2)电压表的指针向左偏转,说明电压表的正、负接线柱接反了。
(3)如不能估计被测电压大小的情况下,应使用试触法来解决。
第2课时 串、并联电路中电压的规律
一、选择题
1.如图K-11-15所示,在“探究串联电路中的电压规律”实验时,闭合开关,用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=1.5 V,UBC=1.5 V,UAC=3 V,在表格中记录数据后,接着的实验步骤是( )
图K-11-15
A.整理数据,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
2.如图K-11-16所示,灯泡L1比L2亮,电压表V2示数为6 V,下列说法正确的是( )
图K-11-16
A.V1示数为6 V B.V1示数大于6 V
C.V示数小于6 V D.V示数大于6 V
3.一部录音机要求电源电压是9 V,如果用干电池做电源,则需要将( )
A.6节干电池并联 B.6节干电池串联
C.3节干电池并联 D.3节干电池串联
如图K-11-17所示,开关闭合后,电压表V1和V2的示数分别为10 V和4 V,则灯L2两端的电压为( )
图K-11-17
A.4 V B.6 V
C.10 V D.14 V
5.某电路中只有两盏电灯且都能发光,用电压表分别测量它们两端的电压,结果电压不相等,由此判断两盏电灯的连接方式是( )
A.一定是串联
B.一定是并联
C.串联、并联都有可能
D.无法判断
6.用电压表分别测电路中两盏电灯的电压,结果它们两端的电压相等,由此判断两盏电灯的连接方式是( )
A.一定是串联
B.一定是并联
C.串联、并联都有可能
D.以上均不正确
7.如图K-11-18甲所示的电路,开关S闭合时,两个电压表的指针位置均如图乙所示,则灯L1和L2两端的电压分别为( )
图K-11-18
A.5.6 V 1.4 V B.7 V 1.4 V
C.1.4 V 7 V D.1.4 V 5.6 V
8.如图K-11-19所示,电路正常工作。当开关S由闭合到断开时,电压表V的示数将( )
图K-11-19
A.变大 B.变小
C.不变 D.无法确定
二、填空题
9.若将20只相同的小灯泡串联接在220 V的电路中,每只小灯泡两端的电压为________V;若将20只相同的小灯泡并联接在110 V的电路中,每只小灯泡两端的电压为________V。
10.如图K-11-20所示的电路,闭合开关,电压表V1的示数为6 V,则电压表V2的示数为________V,电源电压为________V。
图K-11-20
11.如图K-11-21甲所示的电路,电源电压为6 V,当开关S闭合时,电压表的读数如图乙所示,L2两端的电压为________V。
图K-11-21
12.如图K-11-22所示的电路中,闭合开关S后,V1、V2指针偏转情况如图K-11-23所示,则L1、L2两端电压分别为U1=________V,U2=________V。
图K-11-22
图K-11-23
13.小星用如图K-11-24所示的电路来探究串联电路的电压关系。已知电源电压为6 V,当开关S闭合后,发现两灯均不亮。他用电压表分别测a、c和a、b两点间的电压,发现两次电压表示数均为6 V,由此判定灯________(选填“L1”或“L2”)断路,则用电压表测b、c两点间的电压时,示数为________V。
图K-11-24
三、作图题
14.如图K-11-25所示是验证串联电路电压特点的实验器材,请用笔画线代替导线完成电路连接。要求:电压表测量L1两端电压,导线不能交叉。
图K-11-25
四、实验探究题
15.小希用如图K-11-26所示的电路来探究串联电路的电压特点。
图K-11-26
(1)在拆接电路时,开关必须___________。
(2)实验中最好选择规格__________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(3)用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压为UAB、UBC、UAC。经过多次实验,得到的数据记录在下表中。分析实验数据,你可得到串联电路的电压特点是__________________(用公式表示)。
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
0.8
2.2
3.0
2
1.0
2.0
3.0
3
1.2
1.8
3.0
(4)小希进行多次实验的主要目的是________。① 寻找普遍规律 ② 减小实验误差
(5)测出L1两端的电压后,小希断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间。小明认为这样做太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小明的办法是________(选填“正确”或“错误”)的,原因是________________________________________。
16.如图K-11-27所示的电路中,闭合开关S,电压表V1的示数是7.5 V,电压表V2的示数为9 V,若电源电压为12 V,则L2两端电压是( )
图K-11-27
A.4.5 V B.5.5 V
C.3 V D.2 V
1.C [解析] 用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=1.5 V,UBC=1.5 V,UAC=3 V,说明两个小灯泡是同一规格的,接下来的操作是换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,然后分析数据,这样得出的结论才具有普遍性、科学性。
2.A [解析] 根据电路图可知,两灯泡并联,电压表V测量电源电压,电压表V1测量L1两端电压,电压表V2测量L2两端电压,而并联电路两端电压相等,都等于电源电压,因此电压表V、V1、V2的示数相等,都等于6 V。
3.B 4.B 5.A 6.C
7.A [解析] 由题图可知,灯泡L1和L2串联,电压表V1测的是电源电压,电压表V2测的是灯泡L2两端的电压,故电压表V1的示数应大于电压表V2的示数。电压表V1选用的量程是0~15 V,分度值是0.5 V,读数为7 V,即电源电压为7 V;电压表V2选用的量程是0~3 V,分度值是0.1 V,读数为1.4 V,即L2两端的电压为1.4 V。所以灯泡L1两端的电压为U1=U-U2=7 V-1.4 V=5.6 V。
8.A [解析] 开关闭合后,电压表测量L1两端电压,因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表的示数小于电源电压。开关断开时,电压表的正、负接线柱与电源两极相连,故电压表示数等于电源电压。因此开关由闭合到断开时,电压表的示数变大。
9.11 110
10.6 6
11.4.5 [解析] 由电路图可知,当开关S闭合时,L1与L2串联,电压表测L1两端的电压,由图乙可知,电压表的量程为0~3 V,分度值为0.1 V,则L1两端的电压U1=1.5 V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,L2两端的电压:U2=U-U1=6 V-1.5 V=4.5 V。
12.1.8 3.2 [解析] 分析电路可知,闭合开关S后,两灯串联,V1测电源电压,V2测L1两端电压,根据串联电路的电压特点,总电压必定大于分电压,而电压表V1指针偏转角度小于电压表V2指针偏转的角度,所以电压表V1选用的是0~15 V量程,示数为5 V,电压表V2选用的是0~3 V的量程,示数为1.8 V。所以L2两端电压是U2=U-U1=5 V-1.8 V=3.2 V。
13.L1 0 [解析] 因为开关闭合两灯均不亮,所以电路中有断路,因为用电压表测量a、b两点间的电压时,电压表有示数,所以a、b两点到电源正、负极的连接是连通的,灯L2没有断路,故灯L1断路;把电压表接在b、c两点,因L1断路,电路中无电流,故电压表示数为0。
14.如图所示
图S11-5-10
15. (1) 断开 (2)不同
(3)UAC=UAB+UBC
(4)① (5)错误 电压表的正、负接线柱接反了
16.A
五、 电压
图11-5-1
一 电压
1.电源是提供________的装置,电压是形成________的原因。
2.电压与电流的关系:有电压________有电流,有电流_________有电压。
3.符号及单位:电压符号为______。国际单位制中的单位是________,简称伏,符号是______;常用单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。1 kV=103 V,1 V=103 mV,1 mV=103 μV。
4.常见电压
一节干电池:________;一块铅蓄电池:________;对人体安全电压:不高于________;家庭电路:______;工厂动力电压:________。
[注意] 电压指的是两点之间的电压,不能说某一点的电压是多少。
二 电压表
1.电压表是测量电路中两点间________大小的仪表,它在电路图中的符号是________。
2.使用规则
(1)使用前需先__________。
(2)必须________在被测电路两端使用。
(3)电流要从__________流入,从__________流出。
(4)被测电压不能____________________。
3.读数:与电流表类似,即“先看量程后看盘,大格小格算一算”。
三 实验探究:串、并联电路中的电压的关系
探究过程:
(1)如图11-5-2甲所示,将L1和L2两个不同规格的小灯泡组成串联电路,用电压表分别测量出AB两点、BC两点、AC两点间电压,更换不同规格的小灯泡,多次进行实验。
(2)如图乙所示,将L1和L2两个不同规格的小灯泡组成并联电路,用电压表分别测出ab两点、cd两点、ef两点间电压,更换不同规格的小灯泡,多次进行实验。
图11-5-2
探究结论:在串联电路中,______________________;在并联电路中,______________________________。
交流评估:(1)实验中多次测量的目的:使结论更具普遍性、更加可靠。
(2)多次测量的方法:①更换不同规格的小灯泡进行实验;②改变电源电压进行实验。
实验延伸:测串联电路中L2两端的电压时,不可以只让电压表所接的B接点不动,而断开A接点,并改接到C接点上,这样会使得电压表指针反向偏转。
类型一 电压
例1 关于电压,下列说法中不正确的是 )
A.电压是电路中形成电流的原因
B.只要电路两端有电压,电路中就一定有电流
C.电路中有电流时,电路两端就一定有电压
D.电源是提供电压的装置
[方法指导]电压、电流关系的辨析
类型二 电压表的使用
例2 如图11-5-3所示,闭合开关后能测出小灯泡L1两端电压的电路是[( )
A B
C D
图11-5-3
[方法指导]电压表使用注意点:(1)电压表可以直接接到电源的两端测电源电压;(2)电压表在使用时必须并联在待测用电器的两端,同时注意“+”“-”接线柱的接法,以免指针向相反方向偏转而损坏电压表。
类型三 串、并联电路中电压的规律
例3 “探究串联电路的电压关系”的实验电路如图11-5-4甲所示。
图11-5-4
(1)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择规格____________(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该________________________________。
(3)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改装在B、C之间。小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的办法是否正确?答:____________。
(4)测量完成后,进行小组交流讨论,选录了四个小组的实验数据如下表所示,你认为这些数据是否合理,请说明理由。
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验小组
L1两端电压/V
L2两端电压/V
串联总电压/V
1
1.4
3.1
4.5
2
3.0
1.3
4.4
3
1.1
1.7
2.9
4
1.8
1.2
3.0
[实验点拨]把握实验考点,正确解答实验探究题
(1)实验时,要换用不同规格的小灯泡进行多次实验,
其目的是避免实验数据的偶然性和特殊性,使通过实验得到的结论更具有普遍性。
(2)在连接电路时,注意开关要断开。
(3)可根据实验用的电源电压来选择电压表的量程,若电源电压未知,则用试触法选择合适的量程。
(4)闭合开关开始实验时,若发现电压表的指针反向偏转,则说明电压表的“+”“-”接线柱接反了;若发现电压表的指针迅速摆到刻度盘的最右侧,则说明所选量程太小。
五、电 压
1.在电学实验中遇到短路时,常常用电压表来检测。某同学连接如左下图所示的电路,开关闭和后,电灯不亮,电流表无示数。这时用电压表测得a、b两点间和b、c两点间的电压均为零,而a、d间和b、d间的电压均不为零,这说明( )
A.电源接线柱接触不良 B.开关的触片或接线柱接触不良
C.电流表接线柱接触不良 D.灯泡灯丝断了或接线柱接触不良
2.如右上图所示是小强在做“探究串联电路中电流、电压特点”实验时连接的实物电路.当开关闭合时,发现灯L1不亮、灯L2亮,电流表和电压表均有读数.则出现此故障原因可能是( )
A.L2断路 B.L2短路 C.L1断路 D.L1短路
3.在2013年元旦班级迎新年晚会的会场布置中,王明同学负责在教室安装装饰彩灯。已知每只灯泡两端能承受的电压均为6 V,那么这些灯泡应该_____联,至少需要_____只灯泡。
4.(2011·苏州中考)通过A、B两个电路元件的电流与其两端电压的关系如左下图所示.将A、B串联后接入电路,当通过A的电流为0.2 A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0.2 A时,A两端的电压是 V.
5.如右上图甲所示,是_____表的刻度盘,当指针如图所示时,读数是______,若把这个表接在图乙所示电路中使用,应接在_____(选填“a”或“b”)处。
6.两种不同的金属片放在酸、碱、盐的溶液中就能成为一个电池,所用的金属片就是电池的正极和负极.小华同学把铜片、铁片分别插到菠萝上就制成了一个菠萝电池,如图甲所示:
(1)实验时首先要进行______,从而判断出菠萝电池的正负极.
(2)为了用电压表测量这个菠萝电池的电压,请在图甲中连接好电路.
(3)合上电键以后,电压表的表盘指示如图乙所示,则这个菠萝电池的电压是_____伏.
(4)关于水果电池,请你再提出一个值得探究的问题_____________.
参考答案
1.【解析】D 如果电源接线柱接触不良,则用电压表测a、d间的电压应为零,A错;如果开关的触片或接线柱接触不良,其他完好,则a、b间的电压不应为零,B错;如果电流表接线柱接触不良,其他完好,则b、c两点间的电压不应为零,C错。故正确选项为D。
2.【解析】D 由电路图可知,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,L1不亮而L2亮,且两电表均有示数,说明电路不能为开路,只能L1是出现了短路故答案为D。
3.【解析】此题隐含的已知条件是使用照明电压,即220 V.根据串并联电路电压的规律可知,灯泡间应该串联,共同分担220 V的电压,为了使灯泡实际分担的电压不超过允许的最大电压,需要的灯泡的个数n=220 V/6 V=36.6只,故应该取37只。
【答案】串 37
4.【思维点睛】解本题时要充分利用串联电流相等,并联电压相等,从而根据图像找出相应的物理量求解即可。
【答案】3 2
5.【解析】如图,表盘中标有“V”的字样,说明是一只电压表,读数为8.5 V;电压表应该并联在电路中,故应接在b处.
【答案】电压 8.5 V b
6.【解析】(1)将电压表和电源、开关连入电路,采用试触的方法可以判断电源的正负极,如果指针向右偏转,则电源跟电压表正接线柱相连的一端为正极,如果指针向左偏转,则电源跟电压表负接线柱相连的一端为正极.(3)先看量程,后读数
【答案】(1)试触(2)如图所示
(3)0.6 (4)水果电池的电压与金属种类的关系、与水果种类的关系、与水果成熟度的关系、与金属片插入水果深度的关系等(只要答出一个合理的答案即可)
电压及其测量
1.请完成下列填空。
(1)0.54 kV=________mV。(2)13.5 mV=________μV。
2.一节新干电池的电压是________,家庭电路的电压是________,一节铅蓄电池的电压是________。若需要一个12V的电源,则应该用________节干电池串联而成。
3.如图11-1所示,能正确使用电压表测灯泡两端电压的是( )
图11-1
4.一个同学在使用电压表测量某电路两端电压时,发现指针反向偏转,产生这一现象的原因可能是( )
A.电压表坏了
B.正、负接线柱接反了
C.所用电压表的量程接错了
D.两个接线柱分别接在“3”和“15”的接线柱上
5.如图11-2所示,电压表测量的是________(选填“L1”“L2”或“电源”)两端的电压。
图11-2
6.使用电压表时,所测电压不得超过它的________,必须使电压表和被测的电路________(选填“串联”或“并联”)。如图11-3甲所示电压表的示数是________V;如图乙所示电压表的示数是________V。
图11-3
7.小明利用两节串联的干电池做电源,将灯泡L1和灯泡L2组成串联电路,如图11-4所示。他想用电压表测出灯泡L2两端的电压,请你帮他把电压表正确接入电路中,并在虚线框中画出电路图,在电路图中标出电压表的正、负接线柱。
图11-4
[串、并联电路中电压的规律]
1.小明同学按图11-5所示电路做了“探究串、并联电路的电压规律”的实验,并把实验数据记录在下表中。
图11-5
表1
U1
U2
U3
2.2 V
2.2 V
2.2 V
表2
U1
U2
U3
1.2 V
1.3 V
2.5 V
(1)实验中的L1和L2应该选用规格________(选填“相同”或“不同”)的小灯泡。
(2)分析可知:表1的实验记录与图________(选填“甲”或“乙”)相符;表2的实验记录与图________(选填“甲”或“乙”)相符。
(3)由表1实验数据分析可知:________________________________________________________________________。
(4)由表2实验数据分析可知:________________________________________________________________________。
(5)请对小明同学的实验提出你的意见:________________________________________________________________________。
2.如图11-6甲、乙所示两电路,已知图甲中电压表V1的读数是3 V,电压表V2的读数是________V;若图乙中电压表V1的读数是4 V,电压表V2的读数是5 V,则电压表V的读数是________V。
图11-6