第十六章 电压 电阻
第1节 电压
一、电压
1.电压:使电路中自由电荷发生____________形成电流的原因,符号是U。
2.电压的单位:在国际单位制中,电压的单位是______,简称伏,符号是_____。电压的常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)。1 kV=103 V,1 V=103 mV。
3.电源的作用:给电路提供_____。电源内部不断地使正极聚集正电荷,负极聚集负电荷,使两极间产生电压。因此电源是提供_______的装置,不同的电源提供的________一般不同。电源两端的电压可用电压表来测量。
二、电路与水路的类比
水路 电路
组成及作用 水泵(保持一定水压) 水管(传送水) 水轮机(利用水能的设备) 阀门(控制水流的大小、通断) 电源(保持一定电压) 导线(传输电流) 灯泡(用电器) 开关(控制电流的通断)
要点
三、需要记住的几种常见电压值
名称 电压值
一节干电池 1.5 V
一节铅蓄电池 2 V
人体的安全电压 不高于36 V
我国照明电路的电压 220 V
四、电压表
1.电压表:用来测量__________的仪表叫做电压表,如图所示。电压表所能测量的电压范围叫做电压表的量程。
2.电压表的特点:其______很大,接入电路后相当于开路。
3.电压表的量程:实验室常用电压表有两个量程:0~3 V与0~15 V。使用0~3 V量程,读数时看表盘下一行数字,其每一大格代表_____V,每一小格代表______V;使用0~15 V量程,读数时看表盘上一行数字,其每一大格代表_______V,每一小格代表________V。
定向移动 伏特 V 电压 电压 电压
电路两端电压 内阻 1 0.1 5 0.5
一、电压表的读数方法
1.明确所使用电压表的量程。
2.认清使用量程的分度值。
3.由指针的位置,读出电压表的示数,必要时,要进行估读。比较表盘可以看出,若选用不同量程,当指针位置相同时,读数正好为5倍关系。
【例题1】 如图所示的电路中,电压表所用的量程不明,当电路闭合后,V1和V2的示数分别如图所示。则V1用的读数是______V,V2用的读数是 _____V,小灯泡L1上的电压是______V。
参考答案:6 2.5 3.5
试题解析:由题图示电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测串联总电压,电流表V2测灯L2两端电压;电压表V1示数应大于V2示数,由图乙所示电压表可知,电压表V1指针偏角小于V2指针偏角,则V1量程为0~15 V,其分度值为0.5 V,示数为6 V,V2量程为0~3 V,其分度值为0.1 V,示数为2.5 V,灯泡L1两端电压:U1=UV1–UV2=6 V–2.5 V=3.5 V。
二、电压表的使用规则
1.电压表要与被测用电器并联,如图所示。
2.“+”、“–”接线柱的接法要正确。使电流从“+”接线柱流入,从“–”接线柱流出。
3.被测电压不要超过电压表的量程。
【例题2】 使用电压表时,要将电压表_____联在被测电路两端。使电流从电压表的正接线柱_____,从电压表的负接线柱_____,所选用的电压表的量程要_______被测电路的电压。某同学用电压表测一段导体两端的电压时,如果发现电压表的指针向左偏转,一定是______错了;如果发现电压表的指针向右偏转到没有刻度的地方了,这是因为____________。
参考答案:并 流入 流出 大于 正负接线柱连接 电压表的量程选小了
三、使用电压表的注意事项
1.某电路有电流通过,则该电路两端一定有电压。如灯泡有电流通过时,灯丝两端一定有电压。某电路有电压,电路中不一定有电流通过,还要看电路是不是通路。
2.电压表一定跟被测电路的用电器并联。错接成串联,电路就相当于开路了,用电器不能工作,但此时电压表有示数,且示数等于电源电压(不超过电压表量程的情况下)。
3.电压表在量程允许的情况下,可以直接连接在电源两极间测电源的电压(电流表绝对不允许这样接)。
【例题3】 在如图所示的电路图中,能用电压表正确测出灯L1两端电压的是
参考答案:D
1. 在选择电压表的量程时,正确的做法是
A.尽可能选择大一些的量程
B.经试触后被测电压不超过小量程时,尽可能选择小量程
C.尽管选用的量程不同,但对测量结果毫无影响
D.为使测量结果更精确,量程选得越小越好
2. 关于电流表和电压表的使用,以下说法中错误的是
A.使用前都应检查指针是否指零
B.在无法进行估测时,先选用大量程“试触”
C.经试触后被测电压不超过小量程时,应尽可能选择小量程
D.两表都不能将正、负接线柱直接并接到电源的两极上
3. 某同学在做电学实验时,不慎将电压表和电流表的位置对换,连接成如图所示电路。若开关闭合,其后果是
A.电压表不会烧坏,电流表可能烧坏
B.两表不会被烧坏
C.电压表会被烧坏,电流表不会烧坏
D.两表会被烧坏
4. 如图所示的电路中,各个元件均能正常工作。当开关闭合后,下列说法正确的是
A.两表指针有明显偏转
B.两表指针几乎不动
C.电压表指针有明显偏转,电流表指针几乎不动
D.电流表指针有明显偏转,电压表指针几乎不动
5. 如图所示,当开关S闭合后,电压表测出的电压是
A.灯L1两端的电压
B.灯L2两端的电压
C.电源电压
D.灯L1和灯L2两端的总电压
6.在如图所示的电路中,“○”处可以通过连接电流表或电压表来测量电路中的电流或电压。则按照下列选项的描述,能发生的是
A.当a处连接电流表,b处连接电压表,c处两端导线直接相连时,灯泡L2被短路
B.当a、b两处同时连接电压表,c处两端导线直接相连时,两灯串联
C.当a、b两处同时连接电流表,c处两端导线直接相连时,电路正常工作
D.当c处连接电压表,a、b处断路时,灯泡L1、L2均不发光
7. 在如图所示的四个电路中,电路中三个电灯并联的是
8. 如图所示,闭合开关S,两灯均不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障是
A.灯L1断路
B.灯L2断路
C.灯L1被短接
D.灯L2被短接
9. 如图所示的电路中,要想测出L2两端的电压,连接正确的是
A.B.C.D.
10.某同学使用电压表时,估计待测电路中的电压应选用0~3 V的量程,但他误用0~15 V的量程来测量。这样做的结果是
A.指针摆动角度大,会损坏电压表
B.指针摆动角度小,会损坏电压表
C.指针摆动角度小,读数比较准确
D.指针摆动角度小,读数不够准确
11.现代人的生活已经离不开电了,为了安全用电,我们对生活中一些“电”常识的了解必不可少。下列有关常见电压值的表述,错误的是
A.一节干电池的电压是1.5 V B.家庭电路的电压是220 V
C.手机电池的电压是3.7 V D.对人体安全的电压是36 V
12. 如图所示电路中,甲、乙两处分别接入电流表或电压表。当S闭合后,为使两灯均能发光,则
A.甲接入电流表,乙接人电压表
B.甲、乙均接入电流表
C.甲、乙均接入电压表
D.甲接入电压表,乙接入电流表
13.如图所示,你认为电压表的示数是______V(只需写出一个),理由是______。
14. 如图所示,在烧杯中加入盐水,然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中,这样就制成了一个盐水电池。观察电压表的接线和指针偏转可知:锌片是盐水电池的_________极,电池的电压为________V。
15. 一般照明电路的电压为_______伏,只有不高于_______伏的电压对人体是安全的;一节干电池电压是_____伏;一节手机电池的电压是_____伏。
16.实验室用的电压表若按如图所示接线,则刻度盘每个大格表示______V,每个小格表示______V,指针所指位置表示______V。
17. 如图所示,闭合开关,电压表测量的是
A.L1两端的电压 B.L2两端的电压
C.电源电压 D.L1和L2两端的电压
18.在如图所示的电路中,当闭合开关S后,发现两灯都不亮,电流表的指针几乎指在“0“刻度线处不动,而电压表指针有明显偏转,则该电路中的故障可能是
A.电流表坏了 B.灯泡L2的灯丝断了
C.两个灯泡都断路 D.灯泡L1的灯丝断了
19. 在如图所示的电路连接中,下列说法正确的是
A.灯泡L1和L2并联,电流表测的是L1支路的电流
B.灯泡L1和L2并联,电压表测量的是电源电压
C.灯泡L1和L2串联,电压表测的是L1的电压
D.灯泡L1和L2串联,电压表测的是L2的电压
20.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,正确的处理方式是
A.把电压表看成是断路 B.把电流表看成是一个大电阻
C.把电流表看成是断路 D.把电压表看成是一段导线
21. 如图所示电路,闭合开关,两只灯泡不亮,且电流表和电压表的指针不动,现将两灯泡L1和L2的位置对调,再次闭合开关时,发现两只灯泡仍不亮,电流表指针仍不动,但电压表的指针却有了明显的偏转,该电路的故障可能是
A.从a点经电流表到开关这段电路中出现断路
B.灯泡L1的灯丝断了
C.灯泡L2的灯丝断了
D.电流表和两个灯泡都坏了
22.如图所示的各电路图中,电流表和电压表的使用均正确的是
A. B.
C. D.
23.下列数据最符合实际的是
A.托起两个鸡蛋的力约为10 N
B.高速公路上小汽车的正常行驶速度约为120 m/s
C.成人正常的步行速度为1 m/s
D.对人体安全的电压是36 V
24.如图所示的电路,闭合开关S,定值电阻R1与R2的连接方式是________,电压表测的是__________两端的电压。
25.某次做实验时,电流表和电压表的示数如图所示,则电流表示数为______A,电压表示数______V。
26.一个电压表有“–”、“3”和“15”三个接线柱,接线时使用“–”和“15”的接线柱,但读数时误看成是小量程,读出的电压为1.8 V,而实际现在电压表所选用的量程是______,所测电压为______V。
27. 在图中“○”内,标出电压表或电流表。
28. 下列表述符合实际的是
A.人体的正常温度约是37 ℃ B.一个鸡蛋的质量约是200 g
C.家庭电路的电压是380 V D.手电筒中的电流约是2 A
29. 在如图所示的电路中,闭合开关S后,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则该电路故障可能是
A.灯泡L1开路 B.灯泡L2开路 C.灯泡L2短路 D.电流表短路
30. 小明在实验室里连接了如图所示的电路,对此电路的认识,正确的是
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的电压
C.若灯L1短路,则电压表示数为零
D.若灯L2短路,则电压表示数为3 V
31. 如图所示,闭合开关后两灯均能发光,则
A.甲为电流表,乙为电压表
B.甲为电压表,乙为电流表
C.甲、乙均为电流表
D.甲、乙均为电压表
32. 如图所示的电路中,电压表示数为零,灯泡L1、L2均不亮,如果把电压表改接在L1两端,示数为2.8 V,如果把电压表改接在电源两端,示数也为2.8 V,则该电路的故障是
A.L1断路 B.L2断路 C.L1短路 D.L2短路
33. 如图所示电路,闭合开关,甲、乙两灯泡均发光,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,但两电表指针仍明显偏转。造成此现象的原因可能是
A.甲灯泡短路 B.乙灯泡短路 C.甲灯泡断路 D.乙灯泡断路
34. 在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片,即为番茄电池。将铜片、锌片与电压表相连,如图所示。下列说法正确的是
A.锌电极是番茄电池的正极
B.番茄电池可将化学能转化为电能
C.番茄电池形成通路后,电子将从铜电极流出
D.将电压表直接接在该番茄电池上,会损坏电压表
35. 对生活中物理量的认识,下列数据最接近实际的是
A.教室里课桌的高度约为75 dm
B.一节新干电池的电压约为36 V
C.九年级学生100 m短跑的成绩约为8 s
D.在我们就读的学校,水沸腾时的温度约为98 ℃
36. 教室的日光灯之间是_____的(选填“串联”或“并联”),日光灯正常工作的电压是_____V。
37. 将两片不同的金属片A、B浸在盐水中,这就是一个电池,该电池对外供电时,将_______能转化为电能,把金属片A、B分别用导线连接到电压表接线柱上,电压表的指针发生如图所示的偏转,则金属片A是_______(选填“正”、“负”)极。
38. 如图所示的电路中,当开关闭合时,灯不发光,电压表示数为0;当开关断开时,灯仍不发光,电压表示数为6 V,则电路中故障是灯______(选填“短路”或“断路”),电源两端电压为______V。
39. 一位同学用电压表测量电路两端的电压,电压表的指针位置如图1所示,电压表的示数为________。另一位同学用温度计测量一杯热水的温度时,把温度计放入热水中,如图2所示,该温度计的放置方式_______。(选填“正确”或“不正确”)
40. 如图所示,小红正准备将一电表接入电路中,她这是要测量电路中的
A.电流 B.电压 C.电阻 D.电能
41. 如图关于仪表的正确使用和电路常规连接正确的是
A.电流表接电源 B.电压表接电源 C.导线接电源 D.家用电器接电源
42. 小伟连接两灯并联电路的情况如图所示。当他“试触”时,发现电压表的指针不动,电流表的指针很快向右偏转,两灯都不发光。小敏指出他在电路连接中有错误。若闭合开关S,可能造成的后果是__________________;现在请你只改接图中的一根导线,使电路连接完全正确(在错接的导线上画×,然后画出正确的接线)。
1.B【解析】在选择电压表的量程时,只要不超过量程,要选小一些的量程,目的是测量更准确,故A错误;在选择电压表的量程时,实际电路中一般采取试触的方法,试触大量程接线柱时发现指针偏转很小,应选用小量程进行测量,故B正确;在不烧坏电压表的前提下,选择小量程读数更加精确,故C错误;尽量选择小量程要有前提,就是不烧坏电压表,故D错误。故选B。
3.A【解析】由于电压表的电阻很大,因此电压表必须并联在电路中,否则电路会形成开路;而电流表的内阻很小,因此电流表与被测用电器串联,否则用电器会被短路。电压表与灯泡串联后与电流表并联,而电流表相当于一根导线,将电源的正负极直接连接在了一起,即电路形成电源短路,故电压表不会烧坏,而电流表会被损坏,电流表烧坏后,电压表测量电源电压。故选A。
4.C【解析】读图可知,电压表和电流表都串联在电路中,由于电压表的内阻很大,相当于断路,故此时电路中电阻很大,所以电流表几乎不动,而电压表测量电源电压,指针有明显偏转。故只有选项C的说法符合题意。故选C。
5.B【解析】由图可知电压表并联在灯L2两端,所以电压表测出的电压是灯L2两端的电压。故选B。
7.C【解析】由于电压表相当于开路,电流表相当于导线,所以此电路中左边的灯泡短路,且是一个串联电路,故A不符合题意;由于电压表相当于开路,故此电路中的三个灯泡串联,故B不符合题意;由于电流表相当于导线,故该电路中的三个灯泡并联,故C符合题意;由于电压表相当于开路,故此电路中的三个灯泡串联,故D不符合题意,故选C。
8.A【解析】由题图可知,两灯串联,电压表测量L1两端的电压;闭合开关S后,L1、L2都不亮,电流表无示数,说明电路中有断路现象;电压表有示数,说明电压表两端能与电源两极连通,灯泡L2是完好的,所以故障原因是L1断路,故选A。
9.D【解析】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L2两端电压,则电压表与灯L2并联。A.由图可知,电压表测的是两灯串联的总电压,或电源电压,且正负接线柱接反了,故A错误。B.由图可知,电压表接到了L1的两端,测的是L1的两端电压,故B错误。C.由图可知,电压表接到了L2的两端,但正负接线柱接反了,故C错误。D.由图可知,电压表与L2并联,测的是L2的两端电压,正负接线柱正确,故D正确。故选D。
10.D【解析】已知待测电路电压较低,电压表选择0~3 V量程就能测量出两端的电压,但选择0~15 V量程时,由于电压相对较小,指针偏转角度较小;同时0~3 V量程分度值为0.1 V,而0~15 V量程分度值为0.5 V,所以采用大量程导致读数不够准确。
11.D【解析】一节新干电池的电压是1.5 V,故A正确;家庭电路的电压是220 V,故B正确;手机电池的电压在3.7 V左右,故C正确;对人体安全的电压是不高于36 V,故D错误。
12.A【解析】假设乙为电流表,则右边的灯泡造成短路,不能满足两灯均能发光的要求,所以乙只能为电压表,甲为电流表,故选A。
13.2(或10) 如果量程为0~3 V,分度值为0.1 V,示数为2 V(如果量程为0~15 V,分度值为0.5 V,示数为10 V)
【解析】由于电压表有两个不同的量程,如果量程为0~3 V,分度值为0.1 V,示数为2V;如果量程为0~15 V,分度值为0.5 V,示数为10 V。
14.负 0.6
【解析】电压表连接在电路中,要“+”进“–”出,所以锌片是盐水电池的负极,铜片是正极。电压表所用量程为0~3 V,分度值为0.1 V,电池的电压为0.6 V。
15.220 36 1.5 3.7
【解析】般照明电路的电压为220伏,只有不高于36伏的电压对人体是安全的,一节干电池电压是1.5伏,一节手机电池的电压是3.7伏。
16.5 0.5 6.5
【解析】由题图可知,电压表选择0~15 V;刻度盘共分3个大刻度,则每一大刻度表示5 V;因每一大刻度又分为了10个小刻度,故每个小刻度表示0.5 V;指针指在第13个小刻度上,故指针的示数为6.5 V。
17.A【解析】解答电压表测量的是哪个用电器两端的电压时,关键是看电压表与哪个用电器并联,与其并联的用电器,就是测量它两端的电压,判断的方法是:让电压表从电源的正极回到电源的负极,与电压表不走一条路径的用电器,就是电压表所测量的它两端的电压。从电路图中可以获悉,两个小灯泡是串联连接,电压表从电源的正极回到电源的负极时,经过开关S和小灯泡L2,故电压表与小灯泡L1不走一条路径,所以电压表测量的小灯泡L1两端的电压。BCD三项不符合题意。故选A。
19.C【解析】闭合开关S后,电流只有一条路径,因此,电路总体为串联,故AB错误;灯L1和L2串联,电流表测串联电路的电流,电压表并联在灯L1两端,所以测的是L1两端的电压,故C正确,D错误。故选C。
20.A【解析】电流表的内阻很小,电阻和导线差不多;电压表的内阻很大,如果和灯串联,则会造成电流过小,灯不发光,相当于断路,BCD不正确,A正确。
22.D【解析】电流表并联在电源两端,会烧坏电流表,A选项错误;电压表与灯泡串联,无法测量灯泡两端的电压,B选项错误;电流没有从电流表的“+”接线柱流入,“–”接线柱流出,C选项错误;电表连接方法及电流方向正确,D选项正确。
23.C【解析】两个鸡蛋的质量在100 g=0.1 kg左右,托起两个鸡蛋的力为F=G=mg=0.1 kg×10 N/kg=1 N,A不符合实际;高速公路上的小汽车行驶速度可以达到120 km/h,B不符合实际;成年人正常步行的速度在4 km/h=4× m/s≈1 m/s左右,C符合实际;经验证明,只有不高于36 V的电压对人体才是安全的,D不符合实际。
24.串联 R1
【解析】由于电压表的内电阻很大,电压表在电路中相当于断路,先将电压表去掉,定值电阻R1与R2依次串联,电流只有一条路径,即为串联;电压表并联在R1两端测R1两端的电压。
25.0.28 7
【解析】由题图可知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,因此电流表的读数为0.28 A;电压表的量程为0~15 V,分度值为0.5 V,因此电压表的读数为7 V。
26.0~15 V 9
【解析】同一刻度处,大量程数值大小是小量程的5倍;读数时按照0~3 V的量程读数,结果为1.8 V,则对应于大量程0~15 V,刻度值为1.8 V×5=9 V。
27.
【解析】电流表和被测电路串联,电压表和被测电路并联,电流从正接线柱流入电表,从负接线柱流出。由甲图可知,左表与灯泡并联,右表与灯泡串联,所以左边为电压表;右边为电流表,中间表在干路上,应为电流表,如图所示。
由乙电路图可知,右表与灯泡并联,左表串联在干路中,所以右边为电压表;左边为电流表,如图所示。
由丙电路图可知,两灯泡并联后与上表串联,下表并联在电源上,所以上边为电流表,下边为电压表,如图所示。
29.A【解析】由题图可知,两灯串联,电压表测量L1两端的电压;闭合开关S后,L1、L2都不亮,电流表无示数,说明电路中有断路现象;电压表有示数,说明电压表两端能与电源两极连通,灯泡L2是完好的,所以故障原因是L1开路,故A正确。故应选A。
30.B【解析】由电路图可知,灯泡L1、L2串联,电压表测量L2两端的电压,故A错误,B正确。若灯L1短路,则电压表示数为电源电压,故C错误。若灯L2短路,则电压表的示数为0,故D错误。答案为B。
31.B【解析】由题图可知,甲表是与灯并联,所以应该是电压表;乙表是在干路上与电源串联,只能是电流表,这样才能使两个灯都发光,故应选B。
32.A【解析】如果L1断路,L1和L2都不发光,图中电压表并联在L2两端,则电压表与电源的两端不相连,电压表无示数;将电压表并联在L1两端时,电压表示数为2.8 V,则电压表串联在电路中测电源电压;如果把电压表改接在电源两端,示数也为2.8 V,进一步说明了电压表并联在L1两端时电压表测电源电压,故A符合题意;如果L2断路,L1和L2都不发光,电压表并联在L2两端,则电压表与电源的两端相连,电压表有示数,故B不符合题意;如果L1短路或L2短路,其中一个灯泡会发光,故CD不符合题意;故应选A。
33.C【解析】首先判定电路的连接形式;根据电表的示数变化情况分清是断路还是断路,然后在判定具体故障的位置。由题图可知,该电路为并联电路,电流表测量乙的电流,电压表测量电源电压;甲、乙两灯泡均发光,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,但两电表指数仍明显偏转,这说明电路不是短路,而是一个支路断开;电流表有示数,说明乙正常,故故障是甲断路,故选:C。
35.D【解析】教室里课桌的高度约为75 dm,可以进行单位换算75 dm=7.5 m,A不符合实际。一节干电池的电压约为1.5 V,B不符合实际。九年级学生100 m短跑的成绩约为13、14 s,C不符合实际。在标准大气压下,水的沸点为100 ℃,沸点随气压变化而变化,在我们就读的学校,水沸腾的温度约为98 ℃,符合实际为答案。
36.并联 220
【解析】教室的日光灯的额定电压,即正常工作电压都是220 V,为了都能正常工作,并且互相不影响,各用电器之间都应该并联在照明电路中。
37.化学 正
【解析】盐水电池和干电池、蓄电池类似,都是将化学能转化为电能的装置;图中电压表指针反向偏转,则连接电压表正接线柱的是电池的负极,与连接电压表负接线柱的是电池的正极,即金属片A是电池的正极。
38.短路 6
【解析】开关闭合时,灯泡不发光,说明电路断路或灯泡短路,因为电压表示数为0,说明灯泡短路或电阻R断路;当开关断开时,灯仍不发光,但电压表示数为6 V,说明电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的,说明电阻R没有断路,所以故障只能是灯泡L短路;开关断开时,电压表与电阻R串联,电压表测量的是电源电压,即电源电压为6 V。
39.2.4 V 正确
【解析】(1)读图1可知,电压表的量程是0~3 V,分度值为0.1 V,其示数为2.4 V;(2)图2中,温度计的玻璃泡接触到了容器底,这样会使测量的结果不准确,故这种放置方式是不正确的。
40.B【解析】据图可知,此时的电表是电压表,即是用来测量某电路两端电压的仪表,应该并联在电路中,故B正确。
42.烧坏电源或电流表
【解析】如图所示的“×”地方发生短路,当试触时,电压表两端没有电压,故没有示数,而电流只通过电流表从电源正极流回负极,故电流很大,会造成电流表烧坏和电源烧坏,主要没有把电压表并联使用。如图所示。