1、电压专题一、一周知识概述这一周我们首先学习一个新物理量电压。知道电流产生的原因是电压,学会如何用电压表测量电压,并用实验探究知道串联电路中电压分配规律。 二、重难点知识归纳及讲解 1、电压与水压的类比与区别 课本上采用了电压和水压进行类比的方法帮助我们理解,因为水压的作用我们容易观察体会到,可用表格表示出来。说明:通过上面的图表能帮助我们对照水压来理解电压,但要注意两者的区别,归纳起来可以从以下几个方面加以类比区别。(1)从它们的作用来看,水压使水管中形成水流,电压使电路中形成电流。可见电压是形成电流的原因。 (2)从产生它们的装置来看,水压靠抽水机产生,抽水机把水从低水位提升到高水位,从而产
2、生水压。电压靠电源产生,电源使正极聚集有正电荷,负极聚集有负电荷,从而使电源的正负极间产生电压。 注意:不能误认为一个导体两端的电压也像一段水管两端的水压一样靠导体两端位置高低不同而产生。(3)从它们作用的对象来看,水压是作用在一段水管两端,对于水管的某个横截面来说,水压是没有意义的。电压是作用在一段导体或一段电路的两端,对于导体的某个横截面或电路的某一点,电压是没有意义的,注意如我们常说的“电路上的电压” ,指的是“这段电路两端的电压”。 (4)从它们所起的作用大小来看,对于某一段水管,两端水压为零,则其中的水不流动,水流量为零,两端水压越大,水流量就越大。对于某一段导体,两端电压为零,则其
3、中的自由电荷不发生定向移动,电流为零。两端电压越大,电流就越大。 2、电压表的使用 (1)认识电压表 电压表是用来测量电压的仪表,表头符号是“V” 。实验室常用的电压表有两种:一种量程为 03V,最小刻度为 0.1V;另一种量程为 015V,最小刻度为 0.5V。上述两种规格的电压表,可以是分为两只,也可以是一只,分为两只的每只有“、” 两个接线柱,合为一只的有三个接线柱,通过选择接线柱来选择量程。 (2)电压表的使用规则 电压表的连接方式:并联在电路中,即要测哪一个元件或哪一段电路两端的电压,就将电压表并联在这个元件或这段电路两端。这样连接的原理是,并联电路中,各支路两端的电压相等,这一规律
4、将在下一节通过实验来总结。电压表的示数即为与之并联部分的待测电压。如果将电压表串联在某一电路中,那就相当于把电压表接入电路中的某一点,而某一点是不存在电压的。电压表“” 、“ ”接线柱的连接方法:让电流从“”接线柱流进电压表,从“ ”接线柱流出电压表。与电流表一样,电压表的零刻度通常也在表盘左侧,且电压表指针的偏转方向与通过其中的电流方向密切相关。如果将、接线柱接反,将使电压表指针反偏,造成碰弯指针等损坏电压表的事故。电压表量程的选择:待测电压值不能超过电压表的量程,并且尽量使读数准确。电压表的量程,就是电压表所能测量的电压的最大值,待测电压值超过电压表量程,容易烧坏电压表。所以,在用电压表测
5、电压之前,应对待测电压值进行估计,无法估计则采用试触法,这一点与电流表的使用方法相同。当然,也不是说只要待测电压值在电压表量程以内就好,因为还有个测量准确度的问题。在不超过量程的前提下,用量程越小的电压表测量准确度越高。例如,估计一待测电压为 2V,虽然用量程为 15V、3V 的电压表,都未超过量程,但为了提高测量准确度,应选用量程为 3V 的电压表。 电压表可以直接并接在电源两极上。这一点与电流表不同,应加以区别。因为电源是提供电压的装置,电源的两极总是维持一定的电压,当电压表直接与电源并接时,电压表的示数就是电源提供的电压。(3)电压表的正确读数 正确读出电压表的示数,应注意以下几点:电压
6、表使用前要调零,即在接入电压表之前,检查其指针是否对齐表盘上的“0”刻度,若有偏差,应调节表盘上的调零旋钮,使指针指零刻度;查清电压表的量程和对应的准确度;读取电压示数时,应待指针稳定后再行读取,注意表示出准确度和估计位,同时写出正确的电压单位。 例 1、下列说法中,正确的是( )A有电压就一定有电流 B有电流就一定有电压 C有电源的电路中一定有电流 D没有电源也可以形成电流 解析:电压是形成电流的条件,但电压只是形成电流的必要条件,而不是充分条件。也就是说,形成电流必须要有电压,但有电压不一定有电流,电压要作用在一段导体上,才能在导体中形成电流,如果电压作用在一段绝缘体上,由于绝缘体不导电,
7、其中就不会有电流,有电流一定是在导体上存在电压,因此 A 错 B 对。在电路中形成电流除了要有电源外,还要构成闭合电路,所以 C 错。没有电源只是不能形成持续电流,如果在导体两端存在瞬间电压,便可形成瞬间电流,如带正、负电荷的两金属球之间用导线连接时,可在导线中形成瞬时电流,可见 D 对。正确说法有 B、D。 答案:BD 思维方式:明确电压、电流的概念后,根据两者的区别和联系进行分析。例 2、如图所示,a、b 是供测电流和电压的电表,指出它们分别是电流表还是电压表,并指出其“”、“ ”接线柱。 解答:分别根据电流表和电压表的使用规则进行判断。因为 a 表并联在电源两极上,只有电压表可以这样接,
8、所以 a 表为电压表,它测量的是电源的电压,为了使电压表中电流“”进“ ”出,其上端为“”接线柱,下端为“ ”接线柱。因为 b 表与灯泡串联,它是电流表,测量的是通过灯泡的电流强度,电流表中电流方向也是“” 进“” 出,所以它的上端为“” 接线柱,下端为“ ”接线柱。 思维方式:由电压表与电流表的不同接法判断表的种类,由电表使用规则指出接线备注:电压表与电流表的共同点与区别(1)共同点:接线柱的连接规则相同,都是使电流“” 进“” 出;量程的选择规则相同,都不能让待测值超过量程,测量前应进行估计或试触;读数程序相同,都应先看清量程和准确度再读数。 (2)区别:可通过下表进行比较 例 3、如图所
9、示的电路中,合上开关,电压表的示数为 2V,电源电压为 4.5V,则( ) AL 1 两端的电压为 2V BL 2 两端的电压为 2V CL 1 两端的电压为 2.5V DL 2 两端的电压为 2.5V 解答:由图知 L1 与 L2 组成的是串联电路,电压表跟 L2 并联,测的是 L2 两端的电压,即U2=2V。由于电源电压 U=4.5V,根据串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和的关系可计算出 L1 两端的电压为 U1=UU 2=4.5V2V=2.5V,故选项 B、C 是正确的。思维方式:解答本题的关键是弄清楚电压表测的是 L2 两端的电压,而不是 L1 与电源的电压之和。在线测试考试说
10、明:测试时间限制仅针对 A 卷 A 卷一、选择题1、下列关于电压表的使用说法中,不正确的是( ) A电压表不能直接测电源的电压B电压表可以直接测电源的电压 C电压表不能与被测电路串联 D电压表使用时要并联在电路中2、有两个灯泡串联后接在一个电池组上,电池组是由三节干电池串联而成,现用一只有 3V 和 15V 量程的电压表来测量每个灯泡两端的电压,则( ) A应选用 3V 的量程 B应选用 15V 的量程C两个量程任选一个都可以 D这两个量程都不能测3、如图所示,闭合开关后( ) A电压表示数为零 B电压表示数等于电源电压值C小灯泡正常发光 D电流表被烧坏 4、在如图所示的电路中,先闭合开关 S
11、1,读出电压表和电流表的示数分别为 U1和 I1,再闭合开关 S2,读出电压表和电流表的示数分别为 U2和 I2,比较先后示数的大小,则( )A电压表示数增大,电流表示数不变B电压表示数增大,电流表示数减小到零C电压表表示数减小,电流表示数增大D电压表示数减小,电流表示数减小到零 5、在如图所示的电路中,电压表 接“”、“15”,电压表 接“”、“3”,当电路闭合时,电压表 和 示数如图,则( ) A电源电压为 5.5V BL 2两端的电压为 2.5V CL 1两端的电压为 2.5V DL 2两端的电压为 3.0V 6、如图所示的电路中,开关 S 闭合后,L 1、L 2均正常发光,则( )Aa
12、 为电流表 Ba 为电压表Cb 为电流表 Db 为电压表 7、如图所示的电路中,当开关 S 闭合后,灯 L1和 L2都发光,经过一段时间后,两灯突然同时熄灭而电压表的示数为 6V,已知开关 S 和电路完好,则产生这一现象的原因可能是( ) A灯 L1短路 B灯 L2短路C灯 L1断路 D灯 L2断路8、如图所示的电路中,当开关 S 闭合后,发现电压表的指针仍指“零”,则不可能出现的问题是(电源完好)( ) A灯 L2的灯丝断了,其它完好B灯 L1的灯丝断了,其它完好CL 1发生了短路D电压表接线不牢而断开9、在图所示的电路中,当接通开关时电压表的示数表示( ) AL 1两端的电压 BL 2两端
13、的电压C电源电压 DL 1和 L2两端电压重 做 提 示提示:1、据电压表的使用规则判断,同时注意电压表与电流表的区别。 2、每节干电池电压为 1.5V,三节串联后总电压为 4.5V,每个灯泡两端电压为2.25V3V 量程。 3、电压表串接在电路中,使电路断路,灯泡不亮,电压表相当于接在电源两极上。4、S 2闭合前,L 1、L 2串联, 测的是 L1的电压,闭合后,L 2被短路, 测电源电压。 5、 测的既是 L1、L 2两端总电压又是电源电流。6、若 b 为电流表,则 L2被短路了,若 a 为电压表,则 L2断路了。7、电压表示数为 6V,说明 串联在电路中,可能是 L1断路造成。测试结果第
14、 1 题答案错误! 正确答案为 A第 2 题答案错误! 正确答案为 A第 3 题答案错误! 正确答案为 B第 4 题答案错误! 正确答案为 B第 5 题答案错误! 正确答案为 ACD第 6 题答案错误! 正确答案为 BC第 7 题答案错误! 正确答案为 C第 8 题答案错误! 正确答案为 B第 9 题答案错误! 正确答案为 BB 卷 二、填空题 10、_是使电路中形成电流,_是提供电压的装置。一个小电动机工作时,要求电源电压是 6V,如果用干电池作电源,需要_节串联起来;如果用蓄电池作电源,需要_个串联起来。并联电池组的电压_每节电池的电压,对人体的安全电压_。 11、如图所示,闭合开关后,电
15、压表 V1、V 2的示数分别为 8V 和 3V,则此时电灯 L1两端电压为_,电灯 L2两端电压为_。 12、如图所示电路中,电流表 A1的示数是 0.8A,A 2的示数是 1.2A,电压表 V 的示数为6V,则 L1两端电压为_,L 1中的电流为_,L 2两端电压为_,L 2中的电流为_。 答案10、电压;电源;4;3;等于;不高于 36V 11、3;5 12、6V;0.8A;6V;0.4A 三、综合题 13、如图所示,电源电压不变。当打开 S1,闭合 S2时,电压表示数是 4.5V,当 S1闭合,S2打开时,电压表示数是 3V,则 L1、L 2两端电压分别是多大?答案解答:断开 S 1合上
16、 S2时,电压表测得的既是 L1两端电压又是电源电压,当 S1合 S2开时,灯 L 1、L 2串联,则 UL1U L2=U 源 ,此时 UL1=3V,则 UL2=U 源 U L1=8V3V=5V,故L1、L 2两端电压分别为 3V、5V。 14、如图所示,电源用四节干电池串联组成,当电路接通时,电压表 的示数为 4V,电压表 的示数为 3V,则三只灯泡两端的电压分别为多少? 答案解答:此题首先分析三盏灯 L 1、L 2、L 3的连接方式。可分析出三灯串联。然后画出等效电路图,如下所示,即得 ,而电源电压为 U 源 = UL1U L2U L3=1.54=6V 解得:U L1=3V U L2=1V
17、 U L3=2V 15、如图所示实物器材,要求灯泡 L1和 L2并联,用电压表测灯 L1两端的电压,电流表测通过 L2的电流,开关 S 控制 L1和 L2。(1)画出电路图; (2)按电路图用笔迹代替导线画出实物连线图。 解答:(1)根据电流表、电压表的使用规则和题目要求,应将电压表与 L1并联,电流表与 L2串联,开关 S 串 入干路中,电路图如下图所示。 (2)以电路图为依据,并注意电表、接线柱的接法,实物连线图如下图所示。 中考解析一、中考要求 本章在中考知识点中属基础且必考知识点,因为电压及电压表的使用是为继续学习电学的基础知识。要求对常见电压有了解,正确使用电压表测电压且理解串联电路
18、电压特点。二、中考新题例说 例 1、(2003湖南长沙市)下图所示电路中,开关 S 闭合后,灯泡 L1 和 L2 正常发光。请在图中的圆圈内填上合适的电表符号。答案:a:A b:V c :A 解析:这里的电表是指电流表或电压表,合适的意思是这些表接上后能保证两灯正常发光,且这些电表能测出电流或电压。a 表在干路上,一定与其它用电器串联, a 表应为电流表,b 表与灯 L1 或 L2 并联,b 表为电压表,c 表与 L2 串联在一条支路上,c 表为电流表。这类电路有这样的规律:凡是和电源或用电器并联的,一般是电压表,与电源或用电器串联的是电流表。 例 2、(2002 年河北)如图所示电路,闭合开
19、关,两只灯泡都不亮,且电流表和电压表的指针都不动。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 的灯丝断的D电流表和两个灯泡都坏了 答案:C 解析:闭合开关后,所有元件都不工作,可能是都坏了,也可能是电流表坏了或 L2 灯坏了。L 1、L 2 对调后,再闭合开关,电压表的指针有了明显的偏转,说明一定有电流流过电压表,而电流表及对调后灯 L1 是电流必经之外,所以电流表及 L1 一定完好无损。所以 L2 坏了,
20、开始 L2 在干路上,L 2 灯丝断则整个电路处于开路,电路中无电流。对调后,L 2 与电压表并联,L 2 灯丝断,电路在电压表中通过仍是通路,由于此时电压表串联,其示数接近电源电压,所以指针有了明显的偏转。课外拓展有关电路故障的分析与判断问题 1、如图所示电路中,当开关 S 闭合后,灯泡 L1、L 2 均不发光,这时用电压表测得 B、 C 两点间的电压 UBC=0,C 、D 两点间的电压 UCD=4.5V,A、D 两点间的电压UAD=4.5V,由此可以判断( ) AL 1 短路 BL 2 短路CL 1 断路 DL 2 断路解答:根据题意,原题的四个选项中,可分别画出下面四个等效电路图,如下图
21、所示。A图中 L1 短路,所以有 UCD=UAD=4.5V,U BC=0,符合题意条件,故 L1 处可能发生短路。B图中 L2 短路,所以有 UBC=UAD,U CD=0,与题设条件不符。 C图中 L1 断路,用电压表测 B、C 和 A、D 两点间电压时,电压表串联在电路中,电压表读数等于电源电压。所以有 UBC= UAD=4.5V,U CD=0,与题设条件不符。 D图中 L2 断路,用电压表测 C、D 和 A、D 两点间电压时,电压表串联在电路中,电压表读数等于电源电压。所以有 UCD=UAD=4.5V,U BC=0,符合题设条件,所以L2 可能发生断路。故选项 A、D 是正确的。 问题 2
22、、在电学实验中常遇到断路,一般用电压表检测,某同学连接如图所示的电路,开关闭合后电灯不亮,电流表示数为零,此时用电压表测得 a、b 间和 b、c 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 L 的灯丝断了或灯座接触不良 解答:闭合开头电灯不亮说明电路中有断路。用电压表测 a、d 间电压不为零,说明 a 经电源至 d 无断路;b、d 间电压不为零,说明 b 经 a、电源至 d 无断路;接 a、b 或b、c 间的效果是一样的,因为我们已经知道 a、b 间没有断路,b、c 间电压为零,说明电路不通,只能是 c、d 之间断路,是灯泡灯丝断了或灯座接触不良。所以选项 D 是正确的。