人教版 九年级全册 第16章 电压和电阻(巩固与提高)学案

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名称 人教版 九年级全册 第16章 电压和电阻(巩固与提高)学案
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2019-11-07 14:03:20

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第16章 电压和电阻(巩固与提高)
知识点1:电压
1.1电压
【例题】(2019?黄浦区二模)在电路中导体接通电源后,自由电荷在导体中定向移动形成电流。对电流的形成过程,人们通常用图(a)水流的形成过程来类比。
如图(a)中阀门打开后,水轮机两侧水压不同,在此压力作用下,水流形成,水轮机转动。请类比分析图(b)中电流形成,小灯发光的过程。 小灯两端(  
【练习】家庭电路的电压是   V.一节干电池的电压为   V,对人体安全的电压不高于   V.100瓦灯泡正常发光时的电流约为0.45A.则0.45A=( )   mA=   μA。
1.2电压表的使用
【例1】(2019?宝安区校级模拟)如图所示电路中,闭合开关S,灯泡发光,电路正常。若将电压表与电流表交换位置,电路可能出现的情况是(  )
A.电流表不会损坏、电压表被烧毁
B.电压表有示数,电流表无示数
C.灯泡正常发光
D.电流表有示数,电压表无示数
【例2】(2019?郴州模拟)如图,闭合开关后能正确测出灯L1两端电压的是(  )
A. B.
C. D.
【练习1】(2018秋?常宁市期末)如图所示,当开关S1闭合后,两灯均正常发光,两电表均有读数,下列判断正确的是(  )
A.甲是电流表,乙是电压表
B.甲、乙都是电流表
C.甲是电压表,乙是电流表
D.甲、乙都是电压表
【练习2】(2019?新田县一模)如图所示的电路中,下列说法正确的是(  )
A.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压
B.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L1两端的电压
C.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L2两端的电压
D.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L2两端的电压
【练习3】(2017秋?槐荫区期末)如图所示的电路中,甲、乙是连接在电路中的两只电学仪表,闭合开关 S 后,灯 L1、L2均正常发光,则(  )
A.甲是电流表,乙是电压表,灯L1和 L2串联
B.甲是电流表,乙是电压表,灯L1和 L2并联
C.甲是电压表,乙是电流表,灯L1和 L2串联
D.甲是电压表,乙是电流表,灯L1和 L2并联
【练习4】(2019?潮南区一模)如图所示,闭合开关后,电压表V1测量   两端的电压:电压表V2测量(    两端的电压:通过灯L1的电流I1与通过灯L2的电流I2的关系是:I1   (选填“>”、“=”或“<”)I2
【练习5】(2019?德州模拟)在图电路图中填上电压表或电流表的元件符号,使两个小灯泡并联,闭合开关各元件都能正常工作。
1.3电压表的读数
【例题】(2017秋?芗城区校级期中)实验课上,一位同学选“0﹣3V”量程的电压表测量电压,但另一同学却读数为12V,则实际上测得的电压应该是(  )
A.1.2V B.24V C.0.24V D.2.4V
【练习1】(2018秋?城关区校级期中)用电压表测一只小灯泡两端的电压,结果如图所示,此时刻度盘中的刻度线每大格表示的电压值为  V,每小格表示的电压值为   V,小灯泡两端的电压为  V。
【练习2】(2018秋?成都期中)如图甲所示的实物图,闭合开关S,灯泡L1和L2是   联,如图乙所示,电压表测得L2的电压是   V。
1.4电压表的连接
【例题】(2018秋?德州期末)将如图所示的器材连接起来,要求:灯泡L1和L2串联,用电压表V1测L1的电压,用电压表V2测L1和L2串联后的总电压。在图中用铅笔连线表示导线画出连接方法,然后画出它的电路图。
【练习1】(2018秋?江阴市校级月考)根据左边的电路图连接右侧的实物图通过小灯泡的电流为0.3A。
【练习2】(2018秋?诸城市校级月考)请根据电路图画出实物电路连接。
考点2:串、并联电路的电压规律
2.1串联电路的电压规律
【例题】(2019?临邑县二模)如图所示,当甲电路中的开关S闭合时,两个电压表的指针位置均如图乙所示,则电压表V1和V2的示数分别为(  )
A.1.2V,6V B.6V,1.2V
C.4.8V,1.2V D.1.2V,4.8V
【练习1】(2018春?雨花区期末)在图甲所示的测量电路中,闭合开关后电压表V1和V2的示数分别如图乙、丙所示,则下列说法中正确的是(  )
A.电压表V的示数应为15V
B.若小灯泡L1突然断路,则电压表V1示数变为0V
C.若小灯泡L1突然断路,则电压表V2示数变为0V
D.若小灯泡L1突然被短接,则电压表V2示数变为0V
【练习2】(2018秋?巴州区期中)如图所示的电路中,电压表读数为U1、U2、U3,电流表读数为I1、I2,下列关系正确的是(  )
A.U1=U2=U3,I1=I2 B.U1=U2=U3,I1>I2
C.U1+U2=U3,I1=I2 D.U1+U2=U3,I1>I2
【练习3】(2018?无棣县二模)如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是   V,电源电压是   V。
2.2并联电路的电压规律
【例题】(2016秋?凉州区期中)如图所示的电路,电源电压保持不变,当开关S闭合时,L1、L2都亮,电压表的示数为3V,当开关S断开时,电压表的示数将(  )
A.增大到6 V B.减小到1.5 V
C.保持3 V不变 D.减小为0
【练习1】(2017秋?宛城区校级期中)(双选题)如图所示电路。开关闭合后两灯发光。以下说法正确的是(  )
A.电压表V的示数一定等于V1的示数
B.电压表V的示数一定大于V1的示数
C.电流表A的示数一定等于A1的示数
D.电流表A的示数一定大于A1的示数
【练习2】(2011?南昌)如图所示,是小宝同学做探究实验时的电路图,电路中的两只相同的电压表选用了不同的量程,测量时,两只电压表的指针恰好指在同一位置处,电压表V1和V2的示数之比是   ,选择0~15V量程的电压表是   。
【练习3】如图所示的电路中,电源电压为6V,闭合开关,两灯电压均为6V,则a是   表,b是   表。
2.3探究串、并联电路的电压规律
【例题】(2012秋?成华区期中)小明和小亮探究“并联电路电压的关系”,小明先按图甲所示电路图连成图乙的实物图(电压表尚未连接)
(1)小亮一眼就看出了小明连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现   (选填“开路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成( )  损坏。
(2)小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。请在需要改动的导线上打×并改正。(指出一种即可)
(3)接下来,他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中,电压表V2的示数如图丁所示,则电压表V的示数是   V。
【练习1】(2015秋?邵武市校级期中)如图所示,在探究串联电路的电压关系时,小华用电压表测出两端的电压分别为Uab=2V,Ubc=1V,Uac=3V.在表格中记录数据后,下一步该做的是(  )
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
【练习2】(2014秋?成都校级月考)在探究“串、并联电路电压特点”的实验中,有同学整理课堂笔记如下,其中有问题的是(  )
A.在连接电路过程中,开关要保持断开状态
B.在不确定待测电压时,应该先采用小量程试触
C.测量时,应该尽量选取不同规格的灯泡多次实验
D.电压表应该与待测用电器并联
【练习3】(2011?番禺区一模)在“探究串联电路中电压大小的关系”实验中,某同学用电压表分别测出如图中AB、BC、AC三处的电压大小。为了进一步探究电压大小关系总结普遍规律。他下一步的操作应该是(  )
A.将电源两极对调,再次测量AB、BC、AC三处的电压大小
B.改变开关S的位置,再次测量AB、BC、AC三处的电压大小
C.将图中两只灯泡位置对调,再次测量AB、BC、AC三处的电压大小
D.换用不同规格的灯泡,再次测量AB、BC、AC三处的电压大小
【练习4】(2014秋?武汉校级月考)如图所示是小明“探究串联电路中电压的关系”的实验电路图。
(1)实验步骤:
A.按图所示连好电路,闭合开关前,滑片P应置于(   端。(选填“左”或“右”)
B.滑片P移到适当位置,用电压表测出定值电阻R两端的电压U。
C.   。
D.保持滑片不动,用电压表测出a、b两点之间的电压U。
E.移动滑片P的位置,重复步骤B、C、D两次。
(2)讨论交流
小明通过对实验数据分析,得到结论:串联电路中各个电阻两端的电压相等,总电压等于各个电阻两端电压之和。
另一组的小亮通过实验得到结论:串联电路中各个电阻两端电压之和总电压等于各个电阻两端电压之和。
①你认为   的结论更合理,理由是   。
②小明按图示接好,电路,闭合开关S.无论怎样移动滑片P,灯泡都不亮,但电压表有读数,经检查:除灯L1和定值电阻R外,其余元件都没有问题,则电路中存在的故障可能是  (请将两种可能填写完整),为进一步确定故障,应将电压表接在  。
考点3:电阻
3.1半导体的作用与特点
【例题】(2018秋?宜宾月考)如图小灯泡正在发光的是(  )
A. B.
C. D.
【练习1】(2013秋?番禺区期末)如图所示是利用发光二极管判断电流方向的实验,下列说法正确的是(  )
A.二极管没有单向导电性
B.电流由二极管负极流向正极,二极管发光
C.二极管不是用电器
D.电流由二极管正极流向负极,二极管发光
【练习2】(2014?福州模拟)“3D打印机亮相我市科技馆,多款机器人受到市民热捧”,3D打印机的核心元件用到二极管,二极管的主要材料是(  )
A.纳米材料 B.磁性材料 C.超导材料 D.半导体材料
3.2超导体的特点及作用
【例题】(2016?丹徒区模拟)2012年9月,德国莱比锡大学的研究人员宣布了一项研究进展:石墨颗粒能够在室温下表现出超导性。利用超导材料电阻为零的特性,你认为超导材料最适合用来做(  )
A.电动机线圈 B.白炽灯丝
C.电炉丝 D.保险丝
【练习】(2016?青羊区模拟)科学家正在研发零电阻特性的材料实现远距离无损耗的大功率输电,这种材料是(  )
A.超导材料 B.绝缘材料
C.半导体材料 D.磁性材料
3.3电阻
【例题】(2018秋?铁力市期中)下列关于电阻的说法正确的是(  )
A.导体通电时有电阻,不通电时没有电阻
B.通过导体电流越大,电阻越大
C.导体两端电压越大,电阻越大
D.导体电阻是导体本身性质
【练习1】(2017秋?密云县期末)关于导体的电阻,下列说法正确的是(  )
A.导体两端电压越大,导体的电阻越大
B.通过导体的电流越小,导体的电阻越大
C.铝导线的电阻比铜导线的电阻大
D.忽略温度影响,导体的电阻由材料、长度、横截面积决定
【练习2】(2016?靖江市校级二模)如图所示,将不同的导体分别接到A,B之间,闭合开关,可通过观察、比较   来判断不同导体电阻的大小。若两个导体的电阻差异不大,则可以在电路中串联   ,作进一步的判断。
【练习3】(2016秋?番禺区校级期中)一段电阻线,当加10V电压时,流过它的电流为0.2A,其电阻为50Ω,将电压减小为5V,则它的电阻为   Ω,当电压减小为零时,其电阻为   Ω,原因是  。
3.4影响导体电阻大小的因素
【例题】(2019?长汀县校级模拟)以下有关电阻的观点中,错误的是(  )
A.不同的导体,电阻一般不同
B.导体被加热后,电阻一般会随温度升高而增大
C.导体的电阻大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度
D.一个导体两端的电压越大,电流越大,则它的电阻就越小
【练习1】(2018秋?理县期末)有甲、乙、丙三根同种材料制成的导线,甲和乙导线长为1m,乙导线粗些;乙和丙导线粗细相同,丙导线长为0.5m,则按电阻由大到小排列的三根导线应是(  )
A.甲、乙、丙 B.丙、乙、甲
C.丙、甲、乙 D.甲、丙、乙
【练习2】(2019?镇平县三模)在探究电阻大小与哪些因素有关的实验中,小丽设计了如图所示电路,其中a是锰铜合金,b、c、d是镍铬合金,a和b长度粗细相同,c和a、b的长度相同但比较细,d和c的粗细相同,但比较长,则下列说法正确的是(  )
A.实验中,电流表示数越大说明电阻越大
B.研究电阻与长度的关系可以选c和d
C.研究电阻与横截面积的关系可以选a和c
D.研究电阻与长度的关系时,选择两条长度不同的电阻丝即可
【练习3】(2019?双流区校级二模)某同学用如图所示的电路探究影响导体电阻大小因素,所用导体的情况如表。
编号
材料
长度/m
横截面积mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)该实验是通过观察   的示数比较导体电阻的大小。
(2)选用导体A、B分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的   的关系。
(3)为了探究电阻大小与材料的关系,应选择(   接入电路。
(4)把A、C接入电路,电流表示数分别为0.3A,0.5A,则可得到的结论是  。
【练习4】(2018秋?盐都区期末)如图是小明用身边的器材自制的简易调光灯。闭合开关,回形针向左移动的过程中灯泡亮度应该   (变亮/变暗/不变);但小明发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更( )   (粗/细)的铅笔芯来做实验。更换后他移动回形针,直至刚好看不见灯泡发光,然后划根火柴,加热铅笔芯,发现灯泡逐渐亮起来。这一现象说明,温度越高,铅笔芯的电阻越   。
考点4:变阻器
4.1变阻器
【例题】(2013秋?揭西县期末)常用的变阻器有两种:滑动变阻器和电阻箱。下列说法中正确的是(  )
A.电阻箱能逐渐改变它连入电路的电阻,但不能表示出它连入阻值
B.滑动变阻器能够表示出它连入电路时其滑片处在不同位置时的阻值
C.电阻箱能够表示出它连入电路时的阻值
D.这两种变阻器规定有最大阻值,但对于通过它们的电流却没有任何限制
【练习1】(2014秋?云浮期末)如图所示,为一电阻箱结构示意图,下面关于此电阻箱接入电路电阻值大小的说法正确的是(  )
A.只拔出铜塞a、b,接入电路电阻为7欧姆
B.只拔出铜塞c、d,接入电路电阻为7欧姆
C.要使接入电路电阻为7欧姆,只有拔出铜塞c、d才行
D.将铜塞a、b、c、d全拔出,接入电路的电阻最小
【练习2】(2014?嘉陵区模拟)一滑动变阻器上标有“40Ω,1.5A”字样,表示该变阻器电阻的变化范围是   ,允许通过的最大电流是   。
4.2滑动变阻器的工作原理
【例题】(2011?黑龙江)下列关于电阻的说法正确的是(  )
A.滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的横截面积的大小来改变电阻的
B.长度和横截面积均相同的铜导线和保险丝,在同一温度下,保险丝的电阻大
C.一切导体的电阻都随着温度的升高而增大
D.当导体中电流为零时,导体的电阻也为零
【练习1】(2014秋?召陵区期中)甲变阻器标有“50Ω1.5A”,乙变阻器标有“10Ω2.5A”,两变阻器的瓷筒的粗细、长度一样,电阻线由同种合金材料制成,则(  )
A.甲的电阻线较粗
B.乙的电阻线较粗
C.两变阻器的电阻线粗细相同
D.无法判定
【练习2】(2014?泰宁县模拟)下列关于滑动变阻器(如图)的构造说法正确的是(  )
A.线圈是用铜丝或铝丝制成
B.滑片与金属棒之间是绝缘的
C.滑片与线圈之间是绝缘的
D.瓷筒与线圈是绝缘的
【练习3】(2018秋?卢龙县期中)滑动变阻器是靠改变电阻线在电路中的   ,逐渐改变连入电路的电阻大小,从而逐渐改变电路中的   大小的;如图,是某一电位器的结构示意图。当A、B接入电路,旋钮触片顺时针旋转时,电位器接入电路的电阻变   。
4.3滑动变阻器的使用
【例题】(2017秋?永定区校级期中)如图表示的是滑动变阻器的四种接法,当滑动变阻器的滑片向右移动时,(1)电阻值变大的是   ;(2)电阻值变小的是   ;(3)电阻值不变的是   ;
【练习1】(2019?青岛自主招生)如图所示,图甲为某可调节亮度台灯,图乙为其用于调光的电位器结构图,a、b、c是它的是三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度,下列分析正确的是(  )
A.电位器与灯泡并联
B.若只将a、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
C.若只将b、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的
【练习2】(2019?山东模拟)如图所示的电路,要使滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯泡变亮,变阻器接入电路的方式可以是(  )
A.C接M,D接N B.C接M,
B接N C.A接M, D接N D.A接M,B接N
【练习3】(2018?临沂模拟)将两只滑动变阻器按如图所示方法连接,要使这两只变阻器连入电路的电阻最大,应把滑片P1、P2放在(  )
A.滑片P1放在最右端,滑片P2也放在最右端
B.滑片P1放在最左端,滑片P2也放在最左端
C.滑片P1放在最右端,滑片P2放在最左端
D.滑片P1放在最左端,滑片P2放在最右端
【练习4】(2019?郑州模拟)在“学习使用滑动变阻器”的实验中,
(1)连接实物时,开关闭合之前应当将滑片P应移至   位置。
(2)开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是   ;丙同学缓慢移动滑片P时,看到灯忽亮忽熄,这可能是  。
4.4含有滑动变阻器实物图的连接
【例题】(2019?濮阳模拟)依据图甲电路图,用笔画线,将图乙补充完整(电源为三节干电池,滑片向右移动灯泡变暗)
【练习】(2018秋?德州期末)实验电路图如图,请将右图中连接对应的实物图。
第16章 电压和电阻(巩固与提高)
答案与解析
知识点1:电压
1.1电压
【例题】(2019?黄浦区二模)在电路中导体接通电源后,自由电荷在导体中定向移动形成电流。对电流的形成过程,人们通常用图(a)水流的形成过程来类比。
如图(a)中阀门打开后,水轮机两侧水压不同,在此压力作用下,水流形成,水轮机转动。请类比分析图(b)中电流形成,小灯发光的过程。小灯两端有电压,在电压的作用下,电荷定向移动形成电流,小灯发光 
【分析】根据连通器原理、液体压强等知识分析解答。
【解答】解:a图中,当阀门打开时,容器甲、乙和水管AB上端开口、底部连通,构成了一个连通器;
甲、乙中水面高度不同,从而使水轮机两侧的压强不同,A侧的压强大于B侧的压强,A边的压力大于B边的压力,由于压力差,水管中就形成从A→B的水流;b图中,小灯两端有电压,在电压的作用下,电荷定向移动形成电流,小灯发光。
故答案为:小灯两端有电压,在电压的作用下,电荷定向移动形成电流,小灯发光。
【练习】家庭电路的电压是 220 V.一节干电池的电压为 1.5 V,对人体安全的电压不高于 36 V.100瓦灯泡正常发光时的电流约为0.45A.则0.45A= 450 mA= 4.5×105 μA。
【分析】根据对生活中常见电压值的了解以及电流单位的换算直接写出答案。
【解答】解:家庭照明电路的电压是220V;一节干电池两端的电压是1.5V;人体的安全电压是不高于36V;0.45A=450mA=4.5×105mA;故答案为:220;1.5;36;450;4.5×105。
1.2电压表的使用
【例1】(2019?宝安区校级模拟)如图所示电路中,闭合开关S,灯泡发光,电路正常。若将电压表与电流表交换位置,电路可能出现的情况是(  )
A.电流表不会损坏、电压表被烧毁
B.电压表有示数,电流表无示数
C.灯泡正常发光
D.电流表有示数,电压表无示数
【分析】电压表内阻较大,故电压表在电路中相当于断路,应并联在电路中;而电流表内阻较小,在电路中相当于短路,故电流表应串联在电路中;根据电路及互换后两表的接法可知出现的情况。
【解答】解:由图可知,电压表并联灯泡的两端,测量的是电源的电压,电流表测电路中电流;当两表互换后,则电压表串接在电路中,因其内阻过大,则由欧姆定律可得,电路中有很小电流的,故电流表示数接近为零,灯泡不亮;而此时相当于电压表并联在电源两端,故测量的仍为电源电压,故电压表示数接近电源电压。ACD错误,B正确。故选:B。
【例2】(2019?郴州模拟)如图,闭合开关后能正确测出灯L1两端电压的是(  )
A. B.
C. D.
【分析】由电压表的使用方法可知:电压表测量L1两端电压,因此电压表必须并联在L1的两端。且电流要正进负出。
【解答】解:
A、两灯泡串联,电压表并联在L1的两端,且电流方向正确,测量的是灯L1两端的电压,故A正确;
B、两灯泡串联,电压表并联在L2的两端,测量的是灯L2两端的电压,故B错误;
C、两灯泡串联,电压表并联在电源两端,测量的是电源电压,故C错误;
D、两灯泡串联,电压表并联在L1的两端,但电流方向反了,故D错误。故选:A。
【练习1】(2018秋?常宁市期末)如图所示,当开关S1闭合后,两灯均正常发光,两电表均有读数,下列判断正确的是(  )
A.甲是电流表,乙是电压表
B.甲、乙都是电流表
C.甲是电压表,乙是电流表
D.甲、乙都是电压表
【分析】①并联电路的特点是各用电器独立工作,互不影响;②电流表电阻非常小,相当于导线,所以与用电器串联使用;电压表电阻非常大,相当于断路,所以与用电器并联接入电路。
【解答】解:由电路图知:要使灯泡L1工作,需要使电流从正极出来到此灯泡,再经甲表回到负极,所以甲表为电流表;要使灯泡L2工作,需要使电流从正极出来经过此灯泡,再经L1、甲表回到负极,由于甲表为电流表,所以乙表只能为电压表,否则会造成灯泡短路。故选:A。
【练习2】(2019?新田县一模)如图所示的电路中,下列说法正确的是(  )
A.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压
B.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L1两端的电压
C.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L2两端的电压
D.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L2两端的电压
【分析】串联电路中,电流只有一条路径,并联电路中电流有多条路径;电压表与被测用电器并联,电流表与被测用电器串联。
【解答】解:读图可知,不考虑电压表,电流只有一条路径,因此电路为串联电路,电压表并联在灯L1的两端,所以测的是灯L1两端的电压,电流表测电路中的电流。故A正确。故选:A。
【练习3】(2017秋?槐荫区期末)如图所示的电路中,甲、乙是连接在电路中的两只电学仪表,闭合开关 S 后,灯 L1、L2均正常发光,则(  )
A.甲是电流表,乙是电压表,灯L1和 L2串联
B.甲是电流表,乙是电压表,灯L1和 L2并联
C.甲是电压表,乙是电流表,灯L1和 L2串联
D.甲是电压表,乙是电流表,灯L1和 L2并联
【分析】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;首先要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进行分析。
【解答】解:AB、如果甲是电流表,乙是电压表,则电压表串联在电路中,由于电压表的电阻很大,所以两灯泡都不能发光,不符合题意,故AB错误;
CD、如果甲是电压表,乙是电流表,把电压表看作断路,则电流分别经灯L1和L2回到负极,灯L1和L2并联,两灯都能发光,故C错误、D正确。故选:D。
【练习4】(2019?潮南区一模)如图所示,闭合开关后,电压表V1测量 L1 两端的电压:电压表V2测量 L2 两端的电压:通过灯L1的电流I1与通过灯L2的电流I2的关系是:I1 = (选填“>”、“=”或“<”)I2
【分析】分析电路的连接,根据电压表与待测电路并联分析电压表的测量对象;根据串联电路各处的电流都相等回答。
【解答】解:由图知,两灯串联,电压表V1与灯L1并联,测灯L1两端的电压;电压表V2与灯L2并联,测灯L2两端的电压;电压表V3测电源电压,因串联电路各处的电流都相等,所以通过灯L1的电流I1与通过灯L2的电流I2的关系是:I1=I2。故答案为:L1;L2;=。
【练习5】(2019?德州模拟)在图电路图中填上电压表或电流表的元件符号,使两个小灯泡并联,闭合开关各元件都能正常工作。
【分析】填入电流表或电压表的符号的依据是:电流表与被测电路串联,电压表与被测电路并联;
要使两灯并联,就要使两灯分别在一个支路,这就要求电流从电源出来要分叉,分别通过两个灯泡。
【解答】解:由图可知,电流从正极出来要分别到达两只灯泡,因此,丙应该是电流表,可以测干路电流;
乙必须是电压表,测并联部分的电压;而甲只有是电流表时,右侧的灯泡才能形成回路,故甲是电流表。如图所示:
1.3电压表的读数
【例题】(2017秋?芗城区校级期中)实验课上,一位同学选“0﹣3V”量程的电压表测量电压,但另一同学却读数为12V,则实际上测得的电压应该是(  )
A.1.2V B.24V C.0.24V D.2.4V
【分析】对于电压表首先要弄清楚接的是哪一个量程,再认识一个大格表示多少和一个小格表示多少,然后根据示数读出来即可。
【解答】解:电压表用0~3V量程时,一大格表示1V,里面有10个小格,其分度值为0.1V;用0~15V量程时,一大格表示5V,里面有10个小格,其分度值为0.5V.根据上述分析可以看出,0~15V量程的示数是0~3V量程示数的5倍,因此当某同学读数为12V时,说明其读错了量程,实际电压应为=2.4V。故选:D。
【练习1】(2018秋?城关区校级期中)用电压表测一只小灯泡两端的电压,结果如图所示,此时刻度盘中的刻度线每大格表示的电压值为 1 V,每小格表示的电压值为 0.1 V,小灯泡两端的电压为 1.4 V。
【分析】电压表的读数:确定使用的量程,确定每一个大格和每一个小格各代表多少。
【解答】解:电压表使用的0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为1.4V。
故答案为:1;0.1;1.4。
【练习2】(2018秋?成都期中)如图甲所示的实物图,闭合开关S,灯泡L1和L2是 并 联,如图乙所示,电压表测得L2的电压是 2.6 V。
【分析】(1)串联电流中电流只有一条路径,并联电路中电流有两条或多条路径,据此进行分析;
(2)确定电压表的量程与最小分度值,由电压表指针位置读出电压表的示数。
【解答】解:
(1)由于电压表的内阻很大,所以,把电压表看作开路可知,两个电灯分别处于两条路径中,所以L1与L2是并联关系;(2)由于电路并联,各支路两端的电压相同,则根据图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.6V,即L2的电压也为2.6V。故答案为:并联;2.6。
1.4电压表的连接
【例题】(2018秋?德州期末)将如图所示的器材连接起来,要求:灯泡L1和L2串联,用电压表V1测L1的电压,用电压表V2测L1和L2串联后的总电压。在图中用铅笔连线表示导线画出连接方法,然后画出它的电路图。
【分析】由题意可知,灯泡L1和L2串联,用电压表V1测L1的电压说明电压表V1与L1并联,用电压表V2测L1和L2串联后的总电压说明电压表V2并联在两灯泡两端,然后与开关、电源串联组成电源,据此连接实物电路图和画出电路图。
【解答】解:由题意可知,灯泡L1和L2串联,电压表V1与L1并联,电压表V2并联在两灯泡两端,然后与开关、电源组成电路,连接的实物电路图和电路图如下图所示:
【练习1】(2018秋?江阴市校级月考)根据左边的电路图连接右侧的实物图通过小灯泡的电流为0.3A。
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电流表测电路中的电流,电压表测两灯泡两端的电压之和,根据电流流向法、按先串后并的原则连接实物图。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡串联,电流表测电路中的电流,电压表测两灯泡两端的电压之和,两节干电池串联组成电源的电压为3V,则电压表选0~3V的量程,由通过小灯泡的电流为0.3A可知,电流表选0~0.6A的量程,先串联两节干电池,从电源的正极出发依次串联电流表、灯泡L1、灯泡L2、开关S回到电源的负极,然后把电压表并联在两灯泡两端,如下图所示:
【练习2】(2018秋?诸城市校级月考)请根据电路图画出实物电路连接。
【分析】根据电路图连接实物图时可以根据电流流向法,即从电源的正极开始依次串联电路元件最少的闭合回路,然后把并联部分画到相应的位置即可。
【解答】解:由电路图可知,两灯并联,电流表A1在干路上,电流表A2位于L1支路,开关位于干路;
从电源的正极出发,依次串联电流表A1、灯泡L2回到电源的负极,然后把灯泡L1和电流表A2串联后并联在L2两端,如下图所示:
考点2:串、并联电路的电压规律
2.1串联电路的电压规律
【例题】(2019?临邑县二模)如图所示,当甲电路中的开关S闭合时,两个电压表的指针位置均如图乙所示,则电压表V1和V2的示数分别为(  )
A.1.2V,6V B.6V,1.2V
C.4.8V,1.2V D.1.2V,4.8V
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压;两只电压表指针位置相同时,根据串联电路的电压特点判断两电压表的量程,根据分度值读出示数。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针偏转角度相同,
所以,电压表V1的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为6V,故ACD错误;
电压表V2的量程为0~3V,对应的分度值为0.1V,示数为1.2V,故B正确。故选:B。
【练习1】(2018春?雨花区期末)在图甲所示的测量电路中,闭合开关后电压表V1和V2的示数分别如图乙、丙所示,则下列说法中正确的是(  )
A.电压表V的示数应为15V
B.若小灯泡L1突然断路,则电压表V1示数变为0V
C.若小灯泡L1突然断路,则电压表V2示数变为0V
D.若小灯泡L1突然被短接,则电压表V2示数变为0V
【分析】(1)由图知,两灯泡串联,电压表V测电源电压,V1测L1两端电压,V2测L2两端电压,根据图乙和图丙读出电压表的示数;由串联电路电压特点可求出电源电压;
(2)若电路中出现开路或短路现象,根据电压表的连接情况分析判断示数变化。
【解答】解:由图知,两灯泡串联,电压表V测电源电压,电压表V1测L1两端电压,V2测L2两端电压,
由图乙可知:V1选用的是小量程0~3V,V1的示数显示的是L1两端电压U1=1V;
由图丙可知:V2选用的是小量程0~3V,V2的示数显示的是L2两端的电压U2=2V,
A、根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端电压之和可知:电源电压U=U1+U2=1V+2V=3V;故A错误;
B、由于两灯泡串联,若小灯泡L1突然断路,则电压表V1通过灯泡L2与电源间是通路,所以,电压表V1测电源电压,示数为3V,故B错误;
C、由于电压表V1相当于开路,电压表V2无示数,故C正确;
D、若小灯泡L1突然被短接,则电路中只有灯泡L2连入,电压表V、V2测电源电压,也是L2两端电压,所以示数为3V,故D错误。故选:C。
【练习2】(2018秋?巴州区期中)如图所示的电路中,电压表读数为U1、U2、U3,电流表读数为I1、I2,下列关系正确的是(  )
A.U1=U2=U3,I1=I2 B.U1=U2=U3,I1>I2
C.U1+U2=U3,I1=I2 D.U1+U2=U3,I1>I2
【分析】根据电流的路径判断电路的串并联,只有一条路径的是串联,否则为并联;根据电压表与被测用电器并联、电流表与被测用电器串联判断电表测量的电路元件,根据串联电路的特点得出电表之间的关系。
【解答】解:由电路图可知,电流从电源的正极出发,依次经电流表A1、左侧灯泡、电流表A2以及右侧灯泡回到电源的负极,即电路只有一条路径,两灯泡串联,且两电流表均测电路中的电流;电压表V1测左侧灯泡两端的电压,电压表V2测右侧灯泡两端的电压,电压表V3测电源电压;
∵串联电路中各处的电流相等,
∴两电流表的示数关系:I1=I2,故BD不正确,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴三电压表的示数关系:U3=U1+U2,故A不正确,C正确。故选:C。
【练习3】(2018?无棣县二模)如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是 4 V,电源电压是 6 V。
【分析】(1)由电路图可知,当S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压。
(2)当S接2时,两电阻串联,电压表测L1两端的电压,知道电源电压,可以计算出灯泡L2两端的电压。
【解答】解:由电路图可知,当S接1时,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压,由图乙可知,电源的电压U=6V,
当S接2时,两灯泡串联,电压表测L1两端的电压,电流表测串联电路的电流;
由图乙可知,U1=2V,故灯泡L2两端的电压是:
U2=6V﹣2V=4V。故答案为:4;6。
2.2并联电路的电压规律
【例题】(2016秋?凉州区期中)如图所示的电路,电源电压保持不变,当开关S闭合时,L1、L2都亮,电压表的示数为3V,当开关S断开时,电压表的示数将(  )
A.增大到6 V B.减小到1.5 V
C.保持3 V不变 D.减小为0
【分析】由实物电路图可知,闭合开关S时,两灯泡并联,电压表测电源的电压,若开关S断开,电路为L1的简单电路,电压表测电源的电压;
【解答】解:由实物电路图可知,开关S断开前后,电压表均测电源的电压,因为电源的电压保持不变,所以电压表的示数为3V不变,故ABD错误,C正确;故选:C。
【练习1】(2017秋?宛城区校级期中)(双选题)如图所示电路。开关闭合后两灯发光。以下说法正确的是(  )
A.电压表V的示数一定等于V1的示数
B.电压表V的示数一定大于V1的示数
C.电流表A的示数一定等于A1的示数
D.电流表A的示数一定大于A1的示数
【分析】首先正确分析电路图,两灯泡并联;然后根据并联电路的电压特点和电流特点对各个选项逐一分析即可。
【解答】解:(1)由图可知,两灯泡并联,电流表A1测量支路L1的电流,电流表A测量干路上的电流,电压表V测量电源电压,电压表V1测量灯泡L1两端电压;
由于并联电路各支路电压等于电源电压,故电压表V的示数一定等于V1的示数,故A正确,B错误;
(2)由于并联电路中干路上的电流等于各支路电流之和,所以电流表A的示数一定大于A1的示数,故C错误,D正确;故选:AD。
【练习2】(2011?南昌)如图所示,是小宝同学做探究实验时的电路图,电路中的两只相同的电压表选用了不同的量程,测量时,两只电压表的指针恰好指在同一位置处,电压表V1和V2的示数之比是 1:5 ,选择0~15V量程的电压表是 V2 。
【分析】由电路图可知,两个电阻是串联的,电压表V1测的是灯泡L1两端的电压,电压表V2测的是总电压,因为指针偏转相同角度,根据电压表两个量程的关系确定两示数之间的关系。
【解答】解:∵在串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和,
∴V2的量程为0~15V;
又∵两个量程使用同一个表盘,大量程每一个大格和每一个小格都是小量程的5倍;
∴V1:V2=1:5。故答案为:1:5,V2
【练习3】如图所示的电路中,电源电压为6V,闭合开关,两灯电压均为6V,则a是 电流 表,b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。
(3)并联电路中电压的规律U=U1=U2。
【解答】解:电源电压为6V,闭合开关,两灯电压均为6V,则说明两灯是并联;a与L2串联,则a是电流表;b与两灯并联,则b是电压表;故答案为:电流;电压。
2.3探究串、并联电路的电压规律
【例题】(2012秋?成华区期中)小明和小亮探究“并联电路电压的关系”,小明先按图甲所示电路图连成图乙的实物图(电压表尚未连接)
(1)小亮一眼就看出了小明连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现 短路 (选填“开路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成 电源 损坏。
(2)小亮只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。请在需要改动的导线上打×并改正。(指出一种即可)
(3)接下来,他们按图丙所示电路图连接了三个电压表。实验过程中,电压表V2的示数如图丁所示,则电压表V的示数是 2.5 V。
【分析】(1)电流流过导体时产生的热量跟电流的平方成正比,跟电阻成正比,跟通电时间成正比。AC导线把两个灯泡都短路了,电路中的电流增大,会烧坏电源或滑动变阻器。要使两个灯泡并联改动导线①或导线②。
(2)先判断电压表的量程和分度值,而后读出电压表的示数;由于并联电路中,各支路的电压与总电压相等,故据此分析可得答案。
【解答】解:(1)根据焦耳定律,在电阻一定,通电时间一定时,电流越大,产生的电热越多。如图连接,其他条件相同,AC导线把两个小灯泡都短路了,会造成电路中电流增大,产生的电热过多,烧坏电源。
只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,将导线②的上端A改接到B或D,也可以将导线①的右端C改接到B或D,就使电路连接正确了。如下图所示:
(2)该电压表选择的是小量程,所以分度值是0.1V,所以电压表的示数2.5V;由于该电路是并联,所以电压表V1、V2和V示数相等,所以电压表V的示数是2.5V。
故答案为:(1)短路; 电源; (2)图见上面的解析; (3)2.5;
【练习1】(2015秋?邵武市校级期中)如图所示,在探究串联电路的电压关系时,小华用电压表测出两端的电压分别为Uab=2V,Ubc=1V,Uac=3V.在表格中记录数据后,下一步该做的是(  )
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
【分析】无论做什么实验,实验结论一定要具有普遍性,因此在研究串联电路中的电压关系时,为了使结论具有普遍性需采用相同灯泡和不同灯泡进行多次实验。
【解答】解:用电压表测出ab、bc、ac两端的电压分别为Uab=2V,Ubc=1V,Uac=3V,
说明两个小灯泡不是同一个规格的,但一组数据具有很大的偶然性,
因此为了得到普遍规律,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,这样的结论才具有科学性。故选:C。
【练习2】(2014秋?成都校级月考)在探究“串、并联电路电压特点”的实验中,有同学整理课堂笔记如下,其中有问题的是(  )
A.在连接电路过程中,开关要保持断开状态
B.在不确定待测电压时,应该先采用小量程试触
C.测量时,应该尽量选取不同规格的灯泡多次实验
D.电压表应该与待测用电器并联
【分析】探究串并联电路电压特点,应使用不同规格的器材进行多次实验;
连接电路时应断开开关,电压表应与被测电路并联;
在不知所测电压大小时,应用试触法确定电压表量程。
【解答】解:A、为保证电路安全,连接电路时应断开开关,故A正确;B、在不确定待测电压时,应该先采用大量程试触,故B错;C、测量时,应该尽量选取不同规格的灯泡进行实验,故C正确;D、电压表应与被测电路并联,故D正确。故选:B。
【练习3】(2011?番禺区一模)在“探究串联电路中电压大小的关系”实验中,某同学用电压表分别测出如图中AB、BC、AC三处的电压大小。为了进一步探究电压大小关系总结普遍规律。他下一步的操作应该是(  )
A.将电源两极对调,再次测量AB、BC、AC三处的电压大小
B.改变开关S的位置,再次测量AB、BC、AC三处的电压大小
C.将图中两只灯泡位置对调,再次测量AB、BC、AC三处的电压大小
D.换用不同规格的灯泡,再次测量AB、BC、AC三处的电压大小
【分析】探究串联电路中电压时,为了使实验结论具有普遍性,要进行多次测量。可以通过改变电源电压,或者更换不同规格的灯泡进行多次实验。
【解答】解:A、将电源的正负极对调,不能改变电路中的电阻、电压、电流,实验数据不变。不符合题意。
B、改变开关的位置,不能改变电路的电阻、电压和电流,实验数据不变。不符合题意。
C、两只灯泡的位置对调,不能改变电路的电阻、电流,AB与BC处的电压值只是对换,AC之间的电压不变,对实验数据没有影响。不符合题意。
D、更换不同的灯泡,电阻变化,电路中的电流发生变化,AB与BC处的电压值会改变。使实验结论具有普遍性;符合题意。故选:D。
【练习4】(2014秋?武汉校级月考)如图所示是小明“探究串联电路中电压的关系”的实验电路图。
(1)实验步骤:
A.按图所示连好电路,闭合开关前,滑片P应置于 右 端。(选填“左”或“右”)
B.滑片P移到适当位置,用电压表测出定值电阻R两端的电压U。
C. 保持滑片P不动,用电压表测出灯泡L两端的电压U2 。
D.保持滑片不动,用电压表测出a、b两点之间的电压U。
E.移动滑片P的位置,重复步骤B、C、D两次。
(2)讨论交流
小明通过对实验数据分析,得到结论:串联电路中各个电阻两端的电压相等,总电压等于各个电阻两端电压之和。
另一组的小亮通过实验得到结论:串联电路中各个电阻两端电压之和总电压等于各个电阻两端电压之和。
①你认为 小亮 的结论更合理,理由是 小明所用定值电阻的阻值与灯泡的阻值相同,而小亮的不同 。
②小明按图示接好,电路,闭合开关S.无论怎样移动滑片P,灯泡都不亮,但电压表有读数,经检查:除灯L1和定值电阻R外,其余元件都没有问题,则电路中存在的故障可能是 灯泡L短路或R0断路 (请将两种可能填写完整),为进一步确定故障,应将电压表接在 动变阻器R两端并观察电压表有无示数 。
【分析】(1)①接好电路闭合开关关,要求把滑动变阻器调到阻值最大的位置,目的是保护电路;②探究串联电路电压规律时,要测出总电压和每一个用电器两端的电压,然后寻找规律;
(2)①为了得出普遍规律,实验中要换用不同规格的用电器多次测量,小明实验中,定值电阻和小灯泡的阻值相同,容易得出串联电路各用电器电压相等的错误结论。实验中要求所选器材规格不同,这样得到的结论具有一般性;
②灯不亮说明灯泡短路或某处断路,电压表有示数,说明电压表和电源连接的部分电路无断路;为进一步判断故障,可以将电压表并联在滑动变阻两端,根据电压表示数情况判断故障原因。
【解答】解:(1)①实验中,开关闭合之前,要移动滑动变阻器的滑片,将滑动变阻器调到最大阻值处,即最右端;
②用电压表测出了定值电阻R0两端的电压U1之后,应该保持滑片P不动,用电压表测出灯泡L两端的电压U2。
(2)①小明的结论中“串联电路中各个电阻两端的电压相等”是不合理的,只有串联两个电阻的阻值相等时,才会得出这个结论,因此只是个特殊情况,不是普遍规律;应该像小亮那样,采用不同阻值的电阻进行实验,这样得出的结论才具有普遍性。
②由图可见,电压表与定值电阻R0并联,灯泡不亮,电压表有读数,说明灯泡L短路或R0断路;为进一步确定故障,应将电压表接在滑动变阻器R两端并观察电压表有无示数,如电压表有示数说明是灯泡L短路,如电压表无示数说明是电阻R0断路。
故答案为:
(1)右;保持滑片P不动,用电压表测出灯泡L两端的电压U2
(2)小亮;小明所用定值电阻的阻值与灯泡的阻值相同,而小亮的不同。
(3)灯泡L短路或R0断路;滑动变阻器R两端并观察电压表有无示数。
考点3:电阻
3.1半导体的作用与特点
【例题】(2018秋?宜宾月考)如图小灯泡正在发光的是(  )
A. B.
C. D.
【分析】根据二极管的单向导电性分析。
【解答】解:二极管具有单向导电性;
A、开关是断开的无电流,灯泡不发光,故A错误;
B、开关闭合,电流能通过二极管,灯泡发光,故B正确;C、开关闭合,电流不能通过二极管,灯泡不会发光,故C错误;D、电路中无电源,故D错误。故选:B。
【练习1】(2013秋?番禺区期末)如图所示是利用发光二极管判断电流方向的实验,下列说法正确的是(  )
A.二极管没有单向导电性
B.电流由二极管负极流向正极,二极管发光
C.二极管不是用电器
D.电流由二极管正极流向负极,二极管发光
【分析】半导体最基本的是二极管和MOS管,原理都是基于N型和P型半导体构成的PN结。二极管是单向导电器件,可以实现整流控制等。
【解答】解:
二极管是半导体材料,具有单向导电性,发光二极管功率虽然不大,但也属于用电器。当将发光二极管接入电路中时,电路中电流的方向是由电源正极→发光二极管正极→二极管→发光二极管负极→电源负极。故选:D。
【练习2】(2014?福州模拟)“3D打印机亮相我市科技馆,多款机器人受到市民热捧”,3D打印机的核心元件用到二极管,二极管的主要材料是(  )
A.纳米材料 B.磁性材料 C.超导材料 D.半导体材料
【分析】二极管是由半导体做成的器件,它具有单向导电性。二极管是由P型半导体和N型半导体组成的,这两种半导体相互接触时,其交接区域称为PN结,PN结具有单向导电性。
【解答】解:制作二极管的材料是半导体材料,常用的有:硅、锗等材料。
故选:D。
3.2超导体的特点及作用
【例题】(2016?丹徒区模拟)2012年9月,德国莱比锡大学的研究人员宣布了一项研究进展:石墨颗粒能够在室温下表现出超导性。利用超导材料电阻为零的特性,你认为超导材料最适合用来做(  )
A.电动机线圈 B.白炽灯丝
C.电炉丝 D.保险丝
【分析】本题考查超导现象的应用,生活中不需要电热的地方可以用超导材料,而需要电热的地方不能用超导材料。
【解答】解:白炽灯的灯丝、电炉丝、保险丝,是利用电热的,不能用超导材料,电动机线圈是利用电流获得动力,电流产生的电热量越少越好,可以用超导材料,故A正确,BCD错误。故选:A。
【练习】(2016?青羊区模拟)科学家正在研发零电阻特性的材料实现远距离无损耗的大功率输电,这种材料是(  )
A.超导材料 B.绝缘材料
C.半导体材料 D.磁性材料
【分析】超导现象即是在特定条件下,导体电阻为零,根据焦耳定律可知超导材料上不会产生热量,适合做输电导线、电动机线圈等。
【解答】解:远距离输电时,由于导线有电阻,根据焦耳定律可知,导线上将消耗大量的电能。当电阻为零时,可使导线损耗为零,故超导材料的出现,为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。
故选:A。
3.3电阻
【例题】(2018秋?铁力市期中)下列关于电阻的说法正确的是(  )
A.导体通电时有电阻,不通电时没有电阻
B.通过导体电流越大,电阻越大
C.导体两端电压越大,电阻越大
D.导体电阻是导体本身性质
【分析】电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种属性;其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关。据此分析判断。
【解答】解:电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种特性;其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关。故ABC错误,D正确。故选:D。
【练习1】(2017秋?密云县期末)关于导体的电阻,下列说法正确的是(  )
A.导体两端电压越大,导体的电阻越大
B.通过导体的电流越小,导体的电阻越大
C.铝导线的电阻比铜导线的电阻大
D.忽略温度影响,导体的电阻由材料、长度、横截面积决定
【分析】电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种属性;其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关。据此分析判断。
【解答】解:(1)电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种特性;其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关;故AB错误,D正确;(2)只知道导体的材料,不能判断电阻的大小。故C错误。故选:D。
【练习2】(2016?靖江市校级二模)如图所示,将不同的导体分别接到A,B之间,闭合开关,可通过观察、比较 灯泡亮度 来判断不同导体电阻的大小。若两个导体的电阻差异不大,则可以在电路中串联 电流表 ,作进一步的判断。
【分析】(1)电阻表示导体对电流的阻碍作用,电阻越大则电流越小;
(2)转换法是物理实验常用的方法之一;电阻大小可通过灯泡的亮度或电流表示数大小来体现
【解答】解:(1)将不同的导体分别接到A,B之间,闭合开关,可通过观察、比较灯泡亮度来判断不同导体电阻的大小;电阻越大则灯泡越暗。
(2)若两个导体的电阻差异不大,灯泡亮度变化微弱;则可以在电路中串联电流表,根据电流表示数大小来判断电阻的大小,电流表示数越小则电阻越大;
故答案为:灯泡亮度;电流表。
【练习3】(2016秋?番禺区校级期中)一段电阻线,当加10V电压时,流过它的电流为0.2A,其电阻为50Ω,将电压减小为5V,则它的电阻为 50 Ω,当电压减小为零时,其电阻为 50 Ω,原因是 电阻是导体本身的一种性质,与它两端的电压无关 。
【分析】电阻是导体对电流的阻碍作用,是导体本身的一种属性;其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关。据此分析判断。
【解答】解:
电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小取决于材料、长度、横截面面积,与电阻两端电压无关;所以将电压减小为5V,则它的电阻仍为50Ω,当电压减小为零时,其电阻还是50Ω。故答案为:50;50;电阻是导体本身的一种性质,与它两端的电压无关。
3.4影响导体电阻大小的因素
【例题】(2019?长汀县校级模拟)以下有关电阻的观点中,错误的是(  )
A.不同的导体,电阻一般不同
B.导体被加热后,电阻一般会随温度升高而增大
C.导体的电阻大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度
D.一个导体两端的电压越大,电流越大,则它的电阻就越小
【分析】电阻是导体本身的阻碍电流的性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关,据此分析判断。
【解答】解:
A、影响导体电阻的大小的因素有:长度、横截面积和材料,还与温度有关,因此,不同的导体,材料不同,所以电阻一般不同,故A不符合题意;
B、电阻的大小与电阻丝的温度有关,大多数导体的电阻随温度的升高而增大,如灯丝;也有少数导体,电阻随温度的升高而减小,故B不符合题意;
C、影响导体电阻的大小的因素有:长度、横截面积和材料,还与温度有关,故C不符合题意;
D、电阻大小取决于导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,与导体两端电压和通过的电流无关,导体两端的电压越大,通过的电流越大,但电阻不变,故D符合题意。故选:D。
【练习1】(2018秋?理县期末)有甲、乙、丙三根同种材料制成的导线,甲和乙导线长为1m,乙导线粗些;乙和丙导线粗细相同,丙导线长为0.5m,则按电阻由大到小排列的三根导线应是(  )
A.甲、乙、丙 B.丙、乙、甲
C.丙、甲、乙 D.甲、丙、乙
【分析】决定电阻大小的因素有:导体的长度、横截面积和材料,长度越长、横截面积越小、电阻率越大,导体的电阻越大。根据影响导体电阻大小的因素进行分析。
【解答】解:因为甲、乙、丙三根电阻丝的材料相同,甲和乙的长度相同,乙导线粗,导体的材料和长度都相同时,横截面积越大,电阻越小,因此甲的电阻大于乙的电阻;又因为乙和丙导线粗细相同,但乙比丙长,导体的材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大,因此乙的电阻大于丙的电阻。
故:R甲>R乙>R丙。故选:A。
【练习2】(2019?镇平县三模)在探究电阻大小与哪些因素有关的实验中,小丽设计了如图所示电路,其中a是锰铜合金,b、c、d是镍铬合金,a和b长度粗细相同,c和a、b的长度相同但比较细,d和c的粗细相同,但比较长,则下列说法正确的是(  )
A.实验中,电流表示数越大说明电阻越大
B.研究电阻与长度的关系可以选c和d
C.研究电阻与横截面积的关系可以选a和c
D.研究电阻与长度的关系时,选择两条长度不同的电阻丝即可
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。
【解答】解:
A、当不同的导体接入电路时,可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,电流表示数越大说明电阻越小,故A错误;B、研究电阻与长度的关系时,需要控制导体的材料和横截面积均相同,长度不同,由题意可知,电阻丝c、d的材料、横截面积均相同、长度不同,所以研究电阻与长度的关系可以选c和d,故B正确;
C、要探究电阻大小跟导体的横截面积的关系,需要控制导体的材料和长度均相同,横截面积不同;由题意可知,电阻丝b、c的长度、材料均相同、粗细不同,因此应选用电阻丝b、c分别接入电路中,故C错误;
D、要研究电阻与长度的关系,应选择两条材料、横截面积均相同,长度不同的电阻丝,故D错误。故选:B。
【练习3】(2019?双流区校级二模)某同学用如图所示的电路探究影响导体电阻大小因素,所用导体的情况如表。
编号
材料
长度/m
横截面积mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)该实验是通过观察 电流表 的示数比较导体电阻的大小。
(2)选用导体A、B分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的 长度 的关系。
(3)为了探究电阻大小与材料的关系,应选择 A、D 接入电路。
(4)把A、C接入电路,电流表示数分别为0.3A,0.5A,则可得到的结论是 导体的电阻大小跟导体的横截面积有关 。
【分析】(1)电流表串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,可以通过电流表示数大小判断导体电阻大小;
(2)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。
【解答】解:
(1)当接入电路不同的导体时,可通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小;
(2)由表中数据可知,导线A、B的横截面积、材料均相同,长度不同,因此选用导线A、B分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体的长度有关;
(3)为了研究导线电阻与材料是否有关,就要使导线的长度、横截面积相同,材料不同,根据表格中的数据,只有A、D两根导线符合条件;
(4)由表中数据可知,导线A、C的长度、材料均相同,横截面积不同,把A、C接入电路,电流表示数不同,说明导体的电阻大小跟导体的横截面积有关。
故答案为:(1)电流表;(2)长度;(3)A、D;(4)导体的电阻大小跟导体的横截面积有关。
【练习4】(2018秋?盐都区期末)如图是小明用身边的器材自制的简易调光灯。闭合开关,回形针向左移动的过程中灯泡亮度应该 变亮 (变亮/变暗/不变);但小明发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更 细 (粗/细)的铅笔芯来做实验。更换后他移动回形针,直至刚好看不见灯泡发光,然后划根火柴,加热铅笔芯,发现灯泡逐渐亮起来。这一现象说明,温度越高,铅笔芯的电阻越 小 。
【分析】(1)影响电阻大小的因素是材料、长度和横截面积;灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,通过灯泡的电流越大,功率越大;根据夹子移动的方向判定电阻的变化,根据欧姆定律判定电流的变化,从而判定出灯泡亮度的变化;
(2)导体的电阻与导体的温度有关,金属导体的电阻随温度的升高而增大,而非金属导体的电阻随温度升高而减小。
【解答】解:闭合开关,回形针向左移动的过程中,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻减小,根据欧姆定律可知,电流变大,灯泡变亮;夹子A从最左端移动到最右端的过程中,他发现灯泡亮度变化不明显,说明电流的变化比较小,根据I=可知,即电阻变化较小,故应选用电阻较大的铅笔芯,即换用更细的铅笔芯;加热铅笔芯,会发现灯泡逐渐亮起来(即电流增大,铅笔芯的电阻减小);当火柴熄灭后,灯泡又会逐渐变暗;这一现象说明铅笔芯的电阻随温度升高而减小。
故答案为:变亮;细;小。
考点4:变阻器
4.1变阻器
【例题】(2013秋?揭西县期末)常用的变阻器有两种:滑动变阻器和电阻箱。下列说法中正确的是(  )
A.电阻箱能逐渐改变它连入电路的电阻,但不能表示出它连入阻值
B.滑动变阻器能够表示出它连入电路时其滑片处在不同位置时的阻值
C.电阻箱能够表示出它连入电路时的阻值
D.这两种变阻器规定有最大阻值,但对于通过它们的电流却没有任何限制
【分析】滑动变阻器通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的,它可以连续地改变电阻值,但不能读数,而电阻箱可以读出数值,但电阻值是不连续的。
【解答】解:电阻箱能表示出连入的阻值,但不能逐渐地改变连入电路的电阻,所以A错误,C正确;
滑动变阻器能连续地改变接入电路中的阻值,但不能读数,所以B错;滑动变阻器和电阻箱都有允许通过的最大电流,所以D错误;故选:C。
【练习1】(2014秋?云浮期末)如图所示,为一电阻箱结构示意图,下面关于此电阻箱接入电路电阻值大小的说法正确的是(  )
A.只拔出铜塞a、b,接入电路电阻为7欧姆
B.只拔出铜塞c、d,接入电路电阻为7欧姆
C.要使接入电路电阻为7欧姆,只有拔出铜塞c、d才行
D.将铜塞a、b、c、d全拔出,接入电路的电阻最小
【分析】插入式电阻箱的原理:是利用铜塞插入或拔出改变连入电路中电阻丝的长度来变阻的,即把铜塞插进去,铜塞处的电阻丝就会短路,电流不从电阻丝走了,所以铜塞插进去的那部分电阻就消失了。故据此对下面的各个选项逐次分析即可得出答案。
【解答】解:A、只拔出铜塞a、b,即a、b两铜塞所对应的电阻丝接入电路,故接入电路电阻为3欧,故该选项错误;
B、只拔出铜塞c、d,即c、d两铜塞所对应的电阻丝接入电路,接入电路电阻为7欧,故该选项正确;
C、要使接入电路电阻为7欧姆,拔出铜塞c、d或同时拔出铜塞a、b、d也可以,故该选项错误;
D、将铜塞a、b、c、d全拔出,接入电路的电阻最大,即最大为10欧,故该选项错误;故选:B。
【练习2】(2014?嘉陵区模拟)一滑动变阻器上标有“40Ω,1.5A”字样,表示该变阻器电阻的变化范围是 0~40Ω ,允许通过的最大电流是 1.5A 。
【分析】变阻器铭牌上标有“40Ω 1.5A”的字样,表示滑动变阻器的电阻变化范围、允许通过的最大电流。
【解答】解:变阻器铭牌上标有“40Ω 1.5A”的字样,表示此变阻器的电阻变化范围是0~40Ω,允许通过的最大电流是1.5A。
故答案为:0~40Ω;1.5A。
4.2滑动变阻器的工作原理
【例题】(2011?黑龙江)下列关于电阻的说法正确的是(  )
A.滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的横截面积的大小来改变电阻的
B.长度和横截面积均相同的铜导线和保险丝,在同一温度下,保险丝的电阻大
C.一切导体的电阻都随着温度的升高而增大
D.当导体中电流为零时,导体的电阻也为零
【分析】(1)材料、长度、横截面积、温度都影响电阻,而在实际生活中连续改变电阻最方便的办法就是改变长度,所以滑动变阻器是改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的;
(2)在长度为1m,横截面积为1mm2,温度为20℃时,做保险丝的铅锑合金比铜电阻大;
(3)导体的电阻与温度有关,有的导体电阻随温度升高而增大,有的导体电阻随温度的升高而减小;
(4)电阻是导体本身的性质,不受外界电流、电压的影响。
【解答】解:A、滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的,是长度而不是横截面积,故A错误;B、保险丝是根据电流的热效应,当电路中电流过大时熔断自己来保护电路的,这说明保险丝比铜的电阻大,故B正确;C、钨丝、铁丝的电阻随温度的升高而增大,铅芯、玻璃、半导体的电阻随温度的升高而减小,故C错误;
D、导体的电阻受材料、长度、横截面积、温度影响,不受外界的电流、电压影响,故D错误。故选:B。
【练习1】(2014秋?召陵区期中)甲变阻器标有“50Ω1.5A”,乙变阻器标有“10Ω2.5A”,两变阻器的瓷筒的粗细、长度一样,电阻线由同种合金材料制成,则(  )
A.甲的电阻线较粗
B.乙的电阻线较粗
C.两变阻器的电阻线粗细相同
D.无法判定
【分析】导体的电阻受材料、长度、横截面积等因素的影响,由题意可知两个变阻器的电阻线材料和长度是相同的,由于它们的横截面积不同,导致最大电阻值不同。
【解答】解:
由变阻器的铭牌可知,甲变阻器的最大阻值较大,乙变阻器的最大阻值较小;
由题知,两变阻器的瓷筒的粗细、长度一样,电阻线由同种合金材料制成;
若甲的电阻线较粗(横截面积大),则甲线圈的匝数较少,导致甲电阻线的长度较短,由影响电阻大小的因素可知,甲变阻器的最大阻值较小,不符合题意;
若乙的电阻线较粗(横截面积大),则乙线圈的匝数较少,导致乙电阻线的长度较短,由影响电阻大小的因素可知,乙变阻器的最大阻值较小,符合题意;故选:B。
【练习2】(2014?泰宁县模拟)下列关于滑动变阻器(如图)的构造说法正确的是(  )
A.线圈是用铜丝或铝丝制成
B.滑片与金属棒之间是绝缘的
C.滑片与线圈之间是绝缘的
D.瓷筒与线圈是绝缘的
【分析】滑动变阻器是一个可变的电阻,故其线圈是利用电阻大的合金制成的,其它是通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻的,故据变阻器的构造逐个分析即可判断。
【解答】解:A、线圈是用电阻率较大的合金线制成的,故A选项错误;B、滑片与金属棒之间是导电的,否则无法改变电阻,故B选项错误;C、滑片与线圈之间是导电的,否则无法改变电阻,故C选项错误;D、瓷筒与线圈之间是绝缘的,因为陶瓷是绝缘体,故D选项正确;故选:D。
【练习3】(2018秋?卢龙县期中)滑动变阻器是靠改变电阻线在电路中的 长度 ,逐渐改变连入电路的电阻大小,从而逐渐改变电路中的 电流 大小的;如图,是某一电位器的结构示意图。当A、B接入电路,旋钮触片顺时针旋转时,电位器接入电路的电阻变 小 。
【分析】要解答本题需掌握:滑动变阻器的原理是靠改变连入电路中电阻的长度来改变电阻的,滑动变阻器的作用是通过改变电阻从而改变电路中的电流。
【解答】解:滑动变阻器通过滑片的移动从而改变电阻,是由于当滑片移动以后改变了连入电路中电阻丝的长度,而电阻的大小就与导体的长度有关。电阻是导体对电流的阻碍作用,电阻越大电流就越小;电阻越小电流就越大。因为连入电路中的电阻丝是AB段,所以当顺时针转动旋钮触片时,AB段电阻丝变长,电阻变大,电流变小,收音机音量变小。故答案为:长度,电流,小。
4.3滑动变阻器的使用
【例题】(2017秋?永定区校级期中)如图表示的是滑动变阻器的四种接法,当滑动变阻器的滑片向右移动时,(1)电阻值变大的是 乙 ;(2)电阻值变小的是 丁 ;(3)电阻值不变的是 甲、丙 ;
【分析】滑动变阻器是靠改变连入电路的电阻丝的长度来改变连入电路的阻值。采用“上上”接法时,相当于一根导线;采用“下下”接线柱时,相当于一个定值电阻;采用“一上一下”接法时,可以起到改变电阻的作用。
【解答】解:滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻的。
图中,接AB两接线柱时,属于“两下”接法,所连的是定值电阻;接CD两接线柱时,属于“两上”接法,所连的是金属杆,电阻为0;接AD、BD两接线柱时,属于“一上一下”接法,其阻值大小取决于连入电路的下接线柱。故答案为:(1)乙;(2)丁;(3)甲、丙。
【练习1】(2019?青岛自主招生)如图所示,图甲为某可调节亮度台灯,图乙为其用于调光的电位器结构图,a、b、c是它的是三个接线柱,a、c分别与弧形电阻丝的两端相连,b与金属滑片相连,转动旋钮,滑片在弧形电阻丝上同向滑动即可调节灯泡亮度,下列分析正确的是(  )
A.电位器与灯泡并联
B.若只将a、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变亮
C.若只将b、c接入电路,顺时针转动旋钮时灯泡变暗
D.电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变灯泡亮度的
【分析】(1)电位器的实质是滑动变阻器;
(2)串联在电路中能改变电路中电流的大小;
(3)若将图乙中a、c接入则接入了全部电阻片,不能改变电阻大小,接线时a、c只能选择其一接入电路。
【解答】解:
A、电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小,所以图中电位器应与灯泡串联,故A错误;
B、若只将a、c接入电路,电位器的全部电阻丝都接入电路,不能改变电路的电流,所以不能改变灯泡的亮度,故B错误;
C、若只将b、c接入电路,滑片右边的电阻丝接入电路;顺时针转动旋钮时,电位器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮,故C错误;
D、电位器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻,从而改变电路的电流达到改变灯泡亮度的目的,故D正确。故选:D。
【练习2】(2019?山东模拟)如图所示的电路,要使滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯泡变亮,变阻器接入电路的方式可以是(  )
A.C接M,D接N B.C接M,B接N
C.A接M,D接N D.A接M,B接N
【分析】当滑动变阻器接一上一下两个接线柱时,接入电路的为滑片与下接线柱之间的部分;则由题意可知滑动变阻器的接法。
【解答】解:要使滑片左移时,滑动变阻器接入电阻减小,则接入电路的必须为左侧部分,故滑动变阻器应接入左下的接线柱;因上面的两个接线柱都接在同一个导线上,故上面接线柱接哪一个均可。故选:C。
【练习3】(2018?临沂模拟)将两只滑动变阻器按如图所示方法连接,要使这两只变阻器连入电路的电阻最大,应把滑片P1、P2放在(  )
A.滑片P1放在最右端,滑片P2也放在最右端
B.滑片P1放在最左端,滑片P2也放在最左端
C.滑片P1放在最右端,滑片P2放在最左端
D.滑片P1放在最左端,滑片P2放在最右端
【分析】(1)滑动变阻器在电路中的正确连接方式是连接一“上”一“下”两个接线柱,其在电路中的作用是通过改变电路中电阻线的长度来改变电阻的大小;
(2)哪一段电阻丝被接入电路中是由下面的接线柱决定的,它就是下面被连接的接线柱与滑片P之间的部分。
【解答】解:由图可知,左边的变阻器接入电路的电阻线是滑片左边那段,右边的变阻器接入电路的电阻线是滑片左边那段,所以当P1、P2都滑到最右端时,两只变阻器连入电路的电阻最大。故选:A。
【练习4】(2019?郑州模拟)在“学习使用滑动变阻器”的实验中,
(1)连接实物时,开关闭合之前应当将滑片P应移至 阻值最大 位置。
(2)开始实验后,甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不发生变化,而且一直很暗,这可能是 连接了滑动变阻器下面两个接线柱 ;丙同学缓慢移动滑片P时,看到灯忽亮忽熄,这可能是 滑片接触不良 。
【分析】(1)连接电路时,开关处于断开状态,滑动变阻器滑片处于最大阻值处。
(2)在连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片,灯的亮度都不发生变化,说明滑动变阻器都接到上面或下面两个接线柱上,再根据小灯泡的亮暗判断具体情况。
【解答】解:(1)为保护电路,连接电路时,开关处于断开状态,滑动变阻器滑片处于最大阻值处;
(2)甲同学发现无论怎样移动滑片P,灯的亮度都不发生变化,说明滑动变阻器都接上面或都接下面两个接线柱,灯泡的亮度比较暗,说明电路中电流较小,电阻较大,这可能是连接了滑动变阻器下面两个接线柱;
丙同学缓慢移动滑片P时,看到灯忽亮忽熄,这可能是滑片接触不良;
故答案为:(1)阻值最大;(2)连接了滑动变阻器下面两个接线柱;滑片接触不良;
4.4含有滑动变阻器实物图的连接
【例题】(2019?濮阳模拟)依据图甲电路图,用笔画线,将图乙补充完整(电源为三节干电池,滑片向右移动灯泡变暗)
【分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表并联在灯泡两端,电流表测电路中的电流。根据电源的电压确定电压表的量程,电流从电流表的正接线柱流入、负接线柱流出,滑片向右移动灯泡变暗说明接入电路中的电阻变大,即左下方接线柱必须接入电路中,据此进行解答。
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表并联在灯泡两端,电流表测电路中的电流。
电源为三节干电池,则电源的电压为4.5V,电压表的量程为0~15V,
电流表的负接线柱与电源的负极相连,
滑动变阻器的左下方接线柱与开关串联时,滑片向右移动灯泡变暗,实物电路图的连接如下如图示数:
【练习】(2018秋?德州期末)实验电路图如图,请将右图中连接对应的实物图。
【分析】根据电路图连接实物图,可采用“电流流向法”,从电源的正极出发,按照电流的流向,先串电路元件最多的电路,再将相应并联的部分接入电路即可。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器并联,电流表A1测R支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测R两端的电压。三节干电池串联组成电源的电压为4.5V,则电压表的量程0~