第5节 电压的测量
一、电压
1、电压的作用:使自由电荷定向移动形成电流。
2、电源的作用:给用电器两端提供电压
3、电压的符号及单位
(1)物理学中,通常用字母U表示电压。
(2)电压的单位是伏特,简称伏,符号是V,常用单位有千伏(kV)、毫伏(mV)及微伏(μV)
(3)换算关系:1kV = 1000V,1V = 1000mV,1mV = 1000μV
(4)常见的电压值:一节干电池1.5V;一节蓄电池2V;家庭电压220V;安全电压不高于36V。
3423920203835二、电压的测量
1、认识电压表
(1)作用:电压表测量电压的大小
(2)符号——
(3)量程:学生用的电压表有三个接线柱,两个量程(0~3V,0~15V)
量程
使用接线柱
表盘上刻度位置
大格代表值
小格代表值
0~3V
“-”和“3”
下一行
1V
0~15V
“-”和“15”
上一行
5V
同一刻度线处,大量程的示数等于小量程示数的5倍。
2、电压表的使用
(1)观察指针是否指在“零”刻度线处,若没有,要调零,使指针指在零刻度线处;
(2)选择合适的量程,明确分度值;
注意:①再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。
(3)电压表应并联在被测电路两端;
注意: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。
(4)必须让电流从电压表的正极进入,再从负极流出。如果电压表的正负极接反,指针会反转。
(5)电压表可直接连到电源的正、负极上,这时测的是电源两端的电压;
电压表的电阻很大,在电路分析时可以看作断路,通过电压表的电流很小,几乎可以忽略不计。
3、电压表与电流表的比较
例1、如图所示,电流表和电压表接法正确的是( )
A.B.C.D.
3977640555625例2、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
例3、如图甲所示电路,电压表测的是 两端的电压。若电源电压为3V,使用适当的量程后,电压表的示数如图乙所示,则L2两端的电压是 V。
例4、如图所示,当开关S闭合后,要使灯L1、L2并联,甲表是 (选填“电流表”或“电压表”),若甲、乙两个表调换位置,闭合开关S后,仍能继续发光的灯是 。
例5、在某次电学实验中,小科按如图(1)所示的电路连接仪器,闭合开关S后电压表V1和V2的示数如图(2)所示,下列对该电路分析不正确的是(??? )
A.?两表量程不同,L1和L2串联
B.?两表量程不同,L1短路
C.?两表量程相同,L1开路
D.?两表量程相同,L2短路
三、串、并联电路的电压特点
1、串联电路电压特点
串联电路中,总电压等于各串联导体两端的电压之和。表达式:U=U1+U2+……+Un
2、并联电路电压特点
并联电路中,各支路两端电压与总电压相等。表达式:U=U1=U2=……=Un
例1、如图所示的电路中,电源电压保持不变,当只闭合开关S2时,电压表示数为6V,当只闭合开关S1时,电压表的示数为2V,则L1灯泡的两端电压为 V;若同时闭合S1和S2,则电压表示数为 V。
例2、给充电宝充电时,充电宝相当于________(填“电源”或“用电器”)。如图甲所示,当开关S由接点1转到接点2时,电压表、电流表示数变化如图乙所示,则灯泡L2两端的电压是________伏,电源电压是________伏。
例3、“探究串联电路的电压关系”,某同学按如图(a)所示连接电路。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.连接电路的过程中不用考虑开关的状态
B.测出Uab间电压后,保持b不动,将a改接到c,可以测出Ubc
C.连接好电路,闭合开关后电压表示数如图b所示的情况,必须将电压表校零
D.实验时电压表示数Uab=Uac,且示数不为0,可能是a、b之间发生了断路
例4、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)在连接电路时,开关必须________。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________(填“断路”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。他的做法可能是________。(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V1的示数是________伏,电压表V的示数是________伏。
(4)他们在电路中串联滑动变阻器的作用是________,闭合开关前,变阻器的滑片P应置于________(填“左”或“右”)端。
例5、拓展性学习小组的同学合作进行探究“串联电路的电压特点”设计了图Ⅰ电路,并连接了图Ⅱ电路。
(1)图Ⅱ的实验电路连接中有一处错误,无法完成实验。连接错误的导线是 (填“a”“b”或“c”)。
(2)正确连接后,继续实验,根据测得的实验数据,绘制了如图Ⅲ所示的曲线图。
①图Ⅲ中甲、乙两条曲线是根据图Ⅰ电路测得的实验数据所绘制的曲线,其中与图Ⅰ电路中电压表V1对应的曲线是 (填“甲”或“乙”)
②已知电源电压恒为6V,根据探究目的分析图Ⅲ中的曲线,得出的实验结论是 。
(3)拓展探究:同学们根据串联电路的特点,重新设计了如图Ⅳ电路(电源电压未知)利用电压表和定值电阻R0(已知阻值)测量未知定值电阻RX的阻值,闭合开关S后,接下来的操作是
(只需写出操作过程和测量的科学量,不需要写出表达式)。
参考答案:
1、例1、C例2、C例3、L1;2.5例4、电压表;L1例5、B
2、例1、4;6例2、用电器;4;6 例3、D
例4、(1)断开;短路;电源
(2)将导线①的一端从接线柱C改接到D(B)[或将导线②的一端从接线柱A改接到B(D)]
(3)2.5;2.5
(4)改变电路中的电流(或改变小灯泡两端的电压);左
例5、(1)b(2)甲;串联电路中总电压等于各分电压之和
(3)闭合开关S、S1,断开S2时,测得电压表的示数U1;闭合开关S2,断开开关S1时,测得电压表示数U2。