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電壓測量【學(xué)與練】1、電壓(1)電壓是閉合電路中形成電流的原因,電源是提供電壓的裝置。(2)電壓用字母U表示,單位是伏特,簡稱伏,符號是V,且1伏=103毫伏=106微伏=103千伏。2、電壓表及其使用(1)測量電壓的儀表叫作電壓表,常用電壓表一般有三個接線柱,兩個量程。(2)使用時應(yīng)注意以下幾點:①使用電壓表前,一定要先看清指針是否指零。②測量電壓時,必須正確選擇電壓表的量程。③電壓表要與待測電路并聯(lián)。④使電流從電壓表的“+”接線柱流進,“_”接線柱流出。⑤根據(jù)所選量程的分度值,進行讀數(shù)。3、串、并聯(lián)電路的電壓特點(1)串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和,即U=U1+U2+…+Un。(2)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,即U=U1=U2=…=Un。一、電壓概念1.(2023八上·德清期末)導(dǎo)線中自由電子定向移動需要“動力”的推動,如圖中用高度差形象地表示了由電池提供的這種推動作用,那么此“高度差”表示的量是()A.電流 B.電阻C.電壓 D.實際的高度差【答案】C【解析】高度差形象地表示了由電池提供的這種推動作用,電池是提供電壓的裝置,所以“高度差”表示的是電壓。故選:C。2.酸甜多汁的水果不僅可以為我們的身體提供能量,還可以發(fā)電呢!如圖所示,幾只水果提供的電力足以點亮一排發(fā)光二極管!水果在這里扮演了“電源”的用色,關(guān)于這個電路說法不正確的()A.水果的作用是給電路提供電壓B.此時電路中有電荷在發(fā)生定向移動C.水果中的電流方向從正極流向負(fù)極D.把水果串聯(lián)起來可以提高電壓【答案】C【解析】A.水果是給二極管提供電能的,即給電路提供電壓,故A正確不合題意;
B.二極管發(fā)光,說明電路中有電流經(jīng)過,即肯定有電荷在發(fā)生定向移動,故B正確不合題意;
C.水果為電源,在電源內(nèi)部,電流從負(fù)極流向正極,故C錯誤符合題意;
D.根據(jù)U總=U+U2可知,水果串聯(lián)可以提高電壓,故D正確不合題意。故選C。3.現(xiàn)代人的生活已經(jīng)離不開電了,為了安全用電,我們對生活中一些“電”常識的了解必不可少。下列有關(guān)常見電壓值的表述,錯誤的是()A.產(chǎn)生閃電的電壓是104~109V B.家庭電路的電壓是220VC.電池電壓是3.7V D.對人體安全的電壓是36V【答案】D【解析】產(chǎn)生閃電的電壓是104~109V,家庭電路的電壓是220V,電池電壓是3.7V,故A、B、C正確不合題意;對人體安全的電壓不高于36V,故D錯誤符合題意。故選D。4.如圖所示,在實驗室里的小女孩手摸幾萬伏的高壓放電球,她神態(tài)自若、長發(fā)飛揚。關(guān)于這一場景,下列說法正確的是()A.幾萬伏電壓沒有超出人體的安全電壓B.她神態(tài)自若是因為小女孩有特異能力能承受幾萬伏的電壓C.她長發(fā)飛揚是因為同種電荷相互排斥D.她長發(fā)飛揚是因為異種電荷相互排斥【答案】C【解析】A.人體的安全電壓是不超過36V,幾萬伏遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人體的安全電壓,故A錯誤;B.小女孩之所以沒有觸電并不是因為身體是絕緣體,而是因為雙腳站在了絕緣體上,沒有電流從人體通過,故B錯誤;
CD.她的長發(fā)飛揚,是因為同種電荷相互排斥,故C正確,而D錯誤。故選C。5.(2019八下·濱江期末)2019年5月26日杭州某小區(qū)發(fā)生了一起觸電事故,造成了嚴(yán)重的后果。原因是雨天小區(qū)景觀燈漏電導(dǎo)致,為了預(yù)防此類悲劇再次發(fā)生,我們應(yīng)該()A.控制景觀燈電壓小于220VB.安裝熔斷器,并選用電阻率較大,熔點較高的保險絲C.景觀燈的開關(guān)應(yīng)并聯(lián)在電路中D.盡量避免在潮濕的環(huán)境中接觸帶電體【答案】D【解析】A.景觀燈的額定電壓是220V,如果低于220V,它們不能正常工作,故A錯誤;
B.當(dāng)電路中電流過大時,熔斷器熔斷自己切斷電路,而漏電的電流很小,故B錯誤;
C.開關(guān)要控制景觀燈,它們之間必須串聯(lián),故C錯誤;
D.漏電其實就是由于人體意外接觸火線引起的,因此避免在潮濕的環(huán)境中接觸帶電體是有效的安全措施,故D正確。故選D。6.(2019八上·吳興期末)類比法是科學(xué)研究的常用方法,它可以幫助我們理解某些抽象的科學(xué)知識,下列應(yīng)用了這一方法的是()A.通過電流表指針偏轉(zhuǎn)角度來判斷物體的導(dǎo)電能力B.通過例舉水壓是水流形成的原因來幫我們理解電壓C.通過移動滑動變阻器的滑片來改變定值電阻兩端的電壓和電流,來研究電流與電壓的關(guān)系D.通過圖中所示方法來表示水電解的微觀過程【答案】B【解析】A、通過電流表指針偏轉(zhuǎn)角度來判斷物體的導(dǎo)電能力,此說法并沒有類比的概念,此說法沒有引用和自身比較相同的,A不符合題意。
B、電流的形成和電壓的作用是通過以熟悉的水流的形成和水壓是水管中形成了水流進行類比,從而得出電壓是形成電流的原因的結(jié)論。學(xué)生在學(xué)習(xí)電學(xué)知識時,在老師的引導(dǎo)下,聯(lián)想到水壓迫使水沿著一定的方向流動,使水管中形成了水流;類似地,電壓迫使自由電荷做定向移動使電路中形成了電流,這是屬于類比法,B符合題意。
C、類比法是在我們學(xué)習(xí)一些十分抽象地看不見、摸不著的物理量時,由于不易理解,我們就拿出一個大家能看見的且與之很相似的量來進行對照學(xué)習(xí)。那么通過移動滑動變阻器的滑片來改變定值電阻兩端的電壓和電流,來研究電流與電壓的關(guān)系,此說法沒有引用和自身比較相同的,不屬于類比法,C不符合題意。
D、通過圖中所示方法來表示水電解的微觀過程,此說法并沒有類比的概念,沒有引用和自身比較相同的,不屬于類比法,A不符合題意。故答案為:B7.電鰻是一種放電能力極強的淡水魚類,它能借助分布在身體兩側(cè)肌肉內(nèi)的起電斑產(chǎn)生電流。電鰻在放電時,每個起電斑能產(chǎn)生150mV的電壓,每個起電斑都相當(dāng)于一個微型的(選填”電源”或”用電器”)。為了紀(jì)念物理學(xué)家,人們用他的名字作為電壓的單位。【答案】電源;伏特【解析】(1)電鰻在放電時,每個起電斑能產(chǎn)生150mV的電壓,每個起電斑都相當(dāng)于一個微型的電源。
(2)為了紀(jì)念物理學(xué)家伏特,人們用他的名字作為電壓的單位。8.(2022八下·吳興期末)如圖所示是現(xiàn)在一般標(biāo)準(zhǔn)住宅戶內(nèi)配電系統(tǒng)方框圖。注:空氣開關(guān)即空氣斷路器,是斷路器的一種。請回答:(1)家庭電路火線和零線之間的電壓正常值為伏;(2)若閉合開關(guān)后燈泡不亮,而空調(diào)還能工作,用測電筆檢查插座左右兩孔氛管都發(fā)光,則故障可能是發(fā)生了斷路。(選填“ab之間”、“ac所在支路”、“bd所在支路”或“cd之間”)【答案】(1)220(2)cd之間【解析】(1)家庭電路火線和零線之間的電壓正常值為220伏;
(2)如果ab之間斷路,那么電燈和插座都與火線斷開,此時插座的兩個孔都不能發(fā)光。
如果ac發(fā)生斷路,那么空調(diào)與火線斷開,空調(diào)不能工作;
如果bd發(fā)生斷路,那么插座的左孔與零線相連,測電筆接觸時不會發(fā)光;
如果cd之間斷路,那么電燈與插座都與零線斷開,但與火線連通,因此燈泡不發(fā)光,插座的右孔發(fā)光。左孔通過燈泡與火線相連,因此測電筆接觸時也會發(fā)光。故選cd之間。二、電壓測量與電壓表9.在練習(xí)使用電流表、電壓表時,某同學(xué)進行了四次讀數(shù),其中讀數(shù)正確的是()A.B.C.D.【答案】A【解析】A.電流表的量程為0~3A,分度值為0.1A,那么讀數(shù)為1.3A,故A正確;
B.電流表的量程為0~0.6A,分度值為0.02A,那么讀數(shù)為0.1A,故B錯誤;
C.電壓表的量程為0~15V,分度值為0.5V,那么讀數(shù)為12V,故C錯誤;
D.電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,那么讀數(shù)為2.6V,故D錯誤。故正確答案為:A。10.(2022八上·臨海期末)某同學(xué)在研究串聯(lián)電路電壓特點時,需要測出燈L1兩端的電壓,下圖所示的電路圖中,符合要求的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】A.電壓表與電源并聯(lián),測電源電壓,故A錯誤;1并聯(lián),且正負(fù)接線柱正確,故B正確;2并聯(lián),故C錯誤;D.電壓表的“+”接線柱與負(fù)極相連,接線錯誤,故D錯誤。故選B。11.右圖說法正確的是()A.R1與R2并聯(lián) B.V1測電源電壓C.V2測R1兩端電壓 D.V3測R2兩端電壓【答案】D【解析】根據(jù)圖片可知,電壓表可以看作斷路,那么從正極到負(fù)極,電流只有一條通路,因此兩個電阻串聯(lián),故A錯誤;
電壓表V1與R1并聯(lián),測R1的電壓,故B錯誤;
電壓表V2與電源并聯(lián),測電源電壓,故C錯誤;
電壓表V3與R2并聯(lián),測R2的電壓,故D正確。
故選D。12.(2022八上·舟山月考)如圖所示,a、b、c表示的是電壓表或電流表,當(dāng)K1、K2都閉合時,下列正確說法正確的是()A.a(chǎn)、b、c都是電流表 B.a(chǎn)、b、c都是電壓表C.a(chǎn)、b是電壓表,而c是電流表 D.b、c是電流表,而a是電壓表【答案】D【解析】根據(jù)圖片可知,a與R1并聯(lián),則a為電壓表。b與電阻串聯(lián),應(yīng)該為電流表。c與R2串聯(lián),應(yīng)該為電流表。故D正確,而A、B、C錯誤。故選D。13.在用有0~3V和0~15V兩個量程的電壓表測電壓時,電壓表的“”接線柱已接入電路,在用0~15V量程試觸時,指針位置如圖所示,則下一步操作正確的是()A.接入電壓表的c接線柱再讀數(shù)B.接入電壓表的b接線柱再讀數(shù)C.?dāng)嚅_開關(guān),接入電壓表的c接線柱,閉合開關(guān)后讀數(shù)D.?dāng)嚅_開關(guān),接入電壓表的b接線柱,閉合開關(guān)后讀數(shù)【答案】D【解析】根據(jù)圖片可知,當(dāng)使用0~15V的量程時,分度值為0.5V,此時電壓表的示數(shù)大約為2V。由于2V<3V,因此應(yīng)該選擇小量程0~3V,此時讀數(shù)會更加準(zhǔn)確。那么操作應(yīng)該為:斷開開關(guān),a接線柱保持不變,只需將b接線柱接入即可,故D正確,而A、B、C錯誤。故選D。14.(2021八上·淳安期末)在番茄上相隔一定距離分別插入銅片和鋅片,即為番茄電池。將銅片、鋅片與電壓表相連,如圖所示。下列說法正確的是()A.鋅片是番茄電池的正極B.如圖所示的電壓值為4VC.可以將電壓表直接接在該番茄電池的兩端測量電壓D.為提倡節(jié)約,制作電池后的番茄作為蔬菜食用【答案】C【解析】A.根據(jù)圖片可知,鋅片與電壓表的“”接線柱相連,因此鋅片為番茄電池的負(fù)極,故A錯誤;
B.選擇的量程為0~3V,分度值為0.1V,則示數(shù)為0.8V,故B錯誤;
C.電壓表可以直接接在電源上測量電壓,故C正確;
D.實驗中,番茄內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),生成了有毒物質(zhì),不能再繼續(xù)使用,故D錯誤。故選C。15.(2023八下·寧波期末)如圖所示,在燒杯中加入鹽水,然后將連在電壓表上的銅片和鋅片插入鹽水中,發(fā)現(xiàn)電壓表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是()B.導(dǎo)線a中自由電子從鋅片移動到“”接線柱C.可以將電壓表換成電流表D.圖中虛線部分相當(dāng)于電路中的用電器【答案】B【解析】A.根據(jù)圖片可知,電壓表選擇量程0~3V,分度值為0.1V,則示數(shù)為1.5V,故A錯誤;
B.銅片與“3”接線柱相連,則銅片為正極,鋅片為負(fù)極,導(dǎo)線中的電流方向從銅片到“3”,而自由電子的移動方向與電流方向相反,則a中的電子移動從鋅片移動到“”接線柱,故B正確;
C.由于通過電路的電流太小,以至于用電流表幾乎無法測得,故C錯誤;
D.虛線部分可以發(fā)電,相當(dāng)于電源,故D錯誤。故選B。16.小文在探究“小燈泡電功率與電壓關(guān)系”的實驗時,連接了如圖甲所示的電路圖。電源為3節(jié)新干電池,閉合開關(guān),觀察并記錄實驗數(shù)據(jù)。(1)圖乙是小文在一次測量中電壓表V1指針位置,其示數(shù)為伏。(2)實驗中小文發(fā)現(xiàn)兩只小燈泡亮度差不多,接下來應(yīng)該如何操作才能完成探究?(3)一段時間后,小文發(fā)現(xiàn)電壓表V2無示數(shù),電壓表V1仍有示數(shù),根據(jù)此現(xiàn)象,判斷電路中存在的故障可能是?!敬鸢浮浚?)1.2(2)將其中一只小燈泡換成規(guī)格不同的(3)燈L2短路或電壓表V2斷路【解析】(1)根據(jù)圖乙可知,當(dāng)電壓表V1選擇量程0~15V時,分度值為0.1V,示數(shù)為6V;
當(dāng)選擇量程0~3V時,分度值為0.1V,則示數(shù)為1.2V;
因為電源電壓為4.5V,所以電壓表的示數(shù)應(yīng)該小于4.5V;
那么V1的示數(shù)為1.2V。
(2)實驗中小文發(fā)現(xiàn)兩只小燈泡亮度差不多,說明這兩個燈泡規(guī)格相同,那么接下來操作為:將其中一只小燈泡換成規(guī)格不同的。
(3)一段時間后,小文發(fā)現(xiàn)電壓表V2無示數(shù),電壓表V1仍有示數(shù),根據(jù)此現(xiàn)象,判斷電路中存在的故障可能是:燈L2短路或電壓表V2斷路。17.(2023八上·嘉興期末)將銅片和鋅片放入裝有鹽水的燒杯中,就成了一個自制電池。用導(dǎo)線將電壓表、銅片、鋅片相連,結(jié)果如圖所示,電壓表示數(shù)為V,銅片是電池的極。
【答案】0.6;正【解析】(1)由圖可知,電壓表選的量程為0~3V,分度值是0.1V,電池的電壓為0.6V;
(2)因為與電壓表正接線柱相連的為電池的正極,所以銅片是電池的正極,鋅片是電池的負(fù)極。18.電壓表的表盤及指針如圖所示,若接“0~3V”量程,電壓表的讀數(shù)為V;若接“0~15V”量程,表盤上每一小格代表V,電壓表的讀數(shù)為V?!敬鸢浮?.6;0.5;13【解析】根據(jù)圖片可知,當(dāng)電壓表選擇量程0~3V時,分度值為0.1V,則電壓表的讀數(shù)為:2V+0.1V×6=2.6V。當(dāng)電壓表選擇量程0~15V時,分度值為0.5V,則電壓表的讀數(shù)為:10V+0.5V×6=13V。19.曉明在課外閱讀中看到能用硬幣發(fā)電后,根據(jù)說明做了圖甲的實驗:他用電壓表的“+”接線柱通過導(dǎo)線接硬幣,“”接線柱通過導(dǎo)線接鋁片,完成連接后,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,電壓表有示數(shù),說明在硬幣和鋁片之間有電壓,則硬幣相當(dāng)于電源的(填“正”或“負(fù)”)極?!敬鸢浮空窘馕觥慨?dāng)電壓表的指針正常偏轉(zhuǎn)時,它的“3”接線柱與正極相連,“”接線柱與負(fù)極相連。根據(jù)圖甲可知,硬幣與“3”接線柱相接,因此硬幣為電源的正極。20.針對新冠疫情。我國采取了各項措施。例如圖甲所示,在公共場所的入口設(shè)有自動測溫設(shè)備,當(dāng)人通過時,可以顯示出人的體溫。受其啟發(fā),小科同學(xué)為學(xué)校的圖書館設(shè)計了“自動測溫門”,電路如圖乙所示,R是定值電阻,R是一個由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻,其阻值隨溫度升高而減小。(1)當(dāng)被測者體溫為36.5C時,電壓表示數(shù)如圖丙所示,則此時Rt兩端的電壓為。(2)當(dāng)被測者體溫比正常人偏高時,則電壓表的示數(shù)將變?!敬鸢浮浚?)2.3(2)小【解析】由圖乙可知,R和Rt串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測Rt兩端的電壓;
(1)由圖丙可知,電壓表所選量程為0~3V,分度值為0.1V,則電壓表的示數(shù)為2.3V,即Rt兩端的電壓為Ut=2.3V;
(2)熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,當(dāng)被測者體溫比正常人偏高時,熱敏電阻的阻值減小,由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知熱敏電阻兩端的電壓變小,即電壓表示數(shù)變小。三、串并聯(lián)電路的電壓特點21.(2021八下·鎮(zhèn)海期末)如圖所示為某電路實物圖,以下判斷正確的是()A.燈L1與燈L2并聯(lián),電壓表測燈L1兩端的電壓B.燈L1與燈L2并聯(lián),電壓表測燈L2兩端的電壓C.燈L1與燈L2串聯(lián),電壓表測燈L1兩端的電壓D.燈L1與燈L2串聯(lián),電壓表測燈L2兩端的電壓【答案】C【解析】如下圖所示,電路只有一條通路,則燈泡L1與L2串聯(lián);
電壓表與燈泡L1并聯(lián),測L1兩端的電壓;
故C正確,而A、B、D錯誤。故選C。22.(2023八下·鄞州期末)如圖所示,甲、乙是由同種材料制成的長度相同、橫截面積不同的兩根導(dǎo)體,將它們并聯(lián)后接入電路。若這兩根導(dǎo)體兩端的電壓分別為U甲、U乙,通過它們的電流大小分別為I甲、I乙,則有()A.U甲>U乙I甲=I乙 B.U甲<U乙I甲=I乙C.U甲=U乙I甲>I乙 D.U甲>U乙I甲=I乙【答案】C【解析】圖中甲、乙電阻是并聯(lián)的,所以它們兩端的電壓相等,即U甲=U乙,甲、乙是由同種材料制成的長度相同、從圖中可以看出甲的橫截面積比乙大,因此甲的電阻比乙要小,根據(jù)歐姆定律I=UR,電壓相同,甲的電阻小于乙的電阻,則通過甲的電路大于通過乙的電流,即I甲>I23.(2022八上·臨海期末)如圖所示的電路中,已知電阻R2的阻值為10Ω,合開關(guān)S1、S2,電流表A1的示數(shù)為0.5A,A2的示數(shù)為0.3A。下列說法正確的是()A.電源電壓為5VB.電阻R1的阻值為15ΩC.通過電阻R1D.若斷開開關(guān)S2,電流表A1的示數(shù)變大【答案】B【解析】根據(jù)圖片可知,定值電阻R1與R2并聯(lián),電流表A1測總電流,A2測電阻R2的電流。
總=U2=I2R2=10Ω×0.3A=3V,故A錯誤;1的電流:I1=I總I2=0.5A0.3A=0.2A,則電阻R1的阻值:R12,則電流表A1只測R1的電流,因此它的示數(shù)變小,故D錯誤。故選B。24.(2023八上·椒江期末)小科利用如圖電路探究串聯(lián)電路的特點。下列說法不正確的是()A.該電路是為了研究串聯(lián)電路電壓的特點B.實驗中應(yīng)換用不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗C.實驗測得的數(shù)據(jù)關(guān)系是UAC=UAB+UBCD.若BC間無電壓表,測BC間電壓時只需將A點改接到C點即可【答案】D【解析】A.根據(jù)圖片可知,左邊的電壓表測L1的電壓,右邊電壓表測燈泡L2的電壓,下面的電壓表測電源電壓。將上面兩個電壓表的示數(shù)相加,然后與下面電壓表的示數(shù)進行比較,從而探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,故A正確不合題意;
B.為了保證得到的實驗結(jié)論客觀,具有普遍意義,因此換用不同規(guī)格的燈泡進行多次實驗,故B正確不合題意;
C.在串聯(lián)電路中,總電壓等于各處電壓之和,即UAC=UAB+UBC,故C正確不合題意;
D.根據(jù)圖片可知,A端與負(fù)極相連,則A應(yīng)該為“”接線柱。如果將A改接到C時,則“”接線柱與電源正極相連,違反了電壓表的使用規(guī)則,故D錯誤符合題意。故選D。25.如圖所示,電源電壓是6V且不變,開關(guān)S閉合后電壓表示數(shù)為2V,L1兩端電壓是V,通過燈L1和燈L2的電流(選填“燈L1”“燈L2”或“一樣”)大;當(dāng)開關(guān)S斷開時,電壓表的示數(shù)為V。【答案】4;一樣;6【解析】1)開關(guān)S閉合后,兩個燈泡串聯(lián),電壓表測L2的電壓。
根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各處電壓之和得到,L1的電壓為:U1=U總U2=6V2V=4V;
(2)在串聯(lián)電路中,各處電流都相等,因此通過L1和L2的電流一樣;
(3)當(dāng)開關(guān)S斷開時,電壓表與燈泡L1串聯(lián),此時它測電源電壓,則示數(shù)為6V。26.(2023八下·寧波期末)如圖所示的電路中,已知電阻R1∶R2=2∶3。(1)如果甲、乙兩表均為電壓表,S閉合時,兩表的示數(shù)U甲∶U乙=;(2)如果甲、乙兩表均為電流表,S斷開,R1與R2的連接方式是聯(lián),兩表的示數(shù)之比I甲∶I乙=?!敬鸢浮浚?)2∶5(2)并;5∶3【解析】(1)如果甲、乙兩表均為電壓表,S閉合時,兩個電阻串聯(lián),甲測R1的電壓,乙測電源電壓。
在串聯(lián)電路中,電壓與電阻成正比,即U甲U乙=R1R1+R2=23+3=25;27.如圖電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,電路正常工作,緩慢移動劃片由a到b,電壓表示數(shù)將(選填“變大”、“變小”、“不變”);繼續(xù)緩慢移動滑片由b到c,實驗過程中突然發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變小且不為0,電壓的示數(shù)變大,產(chǎn)生此現(xiàn)象的故障原因可能是?!敬鸢浮孔冃?;滑片與電阻絲之間接觸不良/滑片與電阻絲之間斷開【解析】【分析】(1)在串聯(lián)電路中,電壓的分配與電阻成正比;
(2)根據(jù)圖片可知,當(dāng)滑動變阻器發(fā)生斷路時,電壓表串聯(lián)在電路中。由于它的內(nèi)阻很大,因此電壓表幾乎分得全部電壓,則示數(shù)變大。由于電阻太大,因此電流表的示數(shù)減小,幾乎為零,據(jù)此分析解答。
【解答】(1)根據(jù)圖片可知,變阻器與燈泡串聯(lián),電流表測總電流,電壓表測變阻器的電壓。
閉合開關(guān)S,電路正常工作,緩慢移動劃片由a到b,則變阻器接入的阻值變小,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知,此時電壓表的示數(shù)變小。
(2)繼續(xù)緩慢移動滑片由b到c,實驗過程中突然發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變小且不為0,電壓的示數(shù)變大,產(chǎn)生此現(xiàn)象的故障原因可能是:滑片與電阻絲之間接觸不良(滑片與電阻絲之間斷開)。28.在研究”申聯(lián)電路電壓特點”的實驗中,某同學(xué)進行了如下探究。⑴[實驗步驟]①連接好如圖所示電路,閉合開關(guān)觀察兩燈發(fā)光情況。②分別用電壓表測燈L1、L2和電源兩端電壓,并將讀數(shù)記錄在表內(nèi)。測量元件電壓/V燈L1燈L2電源③請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將電壓表接入電路中,測出電源電壓。⑵[得出結(jié)論]比較表中數(shù)據(jù)可知:串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和。⑶[反思交流]要使上述結(jié)論更具普遍性,同學(xué)們討論了以下三種方案:方案甲:反復(fù)斷開、閉合開關(guān),測出各電壓值;方案乙:更換不同規(guī)格的燈泡,測出各電壓值;方案丙:增加電池節(jié)數(shù),測出各電壓值。以上三種方案,可行的是方案幾?!敬鸢浮?;乙、丙【解析】(1)有三節(jié)干電池,電源電壓為4.5V,電壓表利用0~15V量程,”正進負(fù)出”并聯(lián)在電源兩端。
(3)方案甲反復(fù)斷開、閉合開關(guān),測出各電壓值,不妥當(dāng)??梢愿鼡Q不同規(guī)格的燈泡,或增加電池節(jié)數(shù),使實驗結(jié)論更具有普遍性。29.(2023·金華模擬)拓展性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)合作進行“探究串聯(lián)電路的電壓特點”實驗,設(shè)計了如圖1所示電路,并按圖1連接了如圖2所示電路。(1)圖2的實驗電路連接中有一處錯誤,使實驗無法完成,連接錯誤的導(dǎo)線是(填“a”“b”或“c”);(2)按圖1所示電路圖正確連接電路后,繼續(xù)實驗,根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)繪制了如圖3所示的電流與電壓關(guān)系圖;已知電源電壓恒為6V,根據(jù)探究目的分析圖3所示的關(guān)系圖,得出的實驗結(jié)論是;(3)拓展探究:同學(xué)們根據(jù)串聯(lián)電路的特點,重新設(shè)計了如圖4所示電路(電源電壓未知),利用電壓表和定值電阻R0(已知阻值)測量未知定值電阻Rx的阻值,閉合開關(guān)S后,接下來的操作可行的是(填序號)。①先閉合S1,斷開S2,讀出電壓表示數(shù)U1;后閉合S2,斷開S1,讀出電壓表示數(shù)U2②先閉合S1,斷開S2,讀出電壓表示數(shù)U1;后閉合S1、S2,讀出電壓表示數(shù)U2【答案】(1)b(2)串聯(lián)電路中總電壓等于各用電器兩端電壓之和(3)①②【解析】(1)由圖I可知,R1與R2串聯(lián),電壓表V1測R1兩端的電壓,電壓表V2測R2兩端的電壓,由圖Ⅱ可知,電壓表V2被短路,連接錯誤的導(dǎo)線是b,b導(dǎo)線應(yīng)與滑動變阻器的左下方接線柱相連;
(2)由圖象可知,兩電壓表的示數(shù)之和均為6V即電源的電壓,故可得結(jié)論:串聯(lián)電路中總電壓等于各用電器兩端電壓之和;
(3)根據(jù)歐姆定律可知,要測未知電阻的阻值,就是想法設(shè)法測出電阻兩端的電壓和通過的電流;由電路圖可知,閉合開關(guān)S后,再閉合開關(guān)S1,斷開S2時,Rx和R0串聯(lián),電壓表測Rx兩端的電壓,電壓表示數(shù)為U1;閉合開關(guān)S2、斷開開關(guān)S1時,Rx和R0串聯(lián),電壓表測電源的電壓,電壓表示數(shù)為U2(或同時閉合S1、S2,電路為Rx的簡單電路,電壓表也測電源的電壓U2),
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,R0兩端的電壓U0=U2?U1,因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以,電路中的電流I=U0R030.(2023·麗水)小科通過實驗對“串聯(lián)電路各部分電壓的關(guān)系“進行了驗證。利用學(xué)生電源、小燈泡2個、電壓表1個、開關(guān)1個、導(dǎo)線若干等器材,按圖甲電路逐一接入電壓表進行實驗。(1)實驗中小燈泡L1、L2的規(guī)格應(yīng)了(填“相問"或“不同");(2)在被測電壓難以估計時,為避免電壓過大而損壞電壓表,應(yīng)正確選擇量程、具體操作是。(3)某次測量時電壓表示數(shù)如圖乙,則讀數(shù)為伏;(4)整理實驗數(shù)據(jù)時,小科發(fā)現(xiàn)兩燈泡上的電壓U1、U2之和略小于兩燈泡兩消的總電壓U,與預(yù)期結(jié)果不相符。換用其他器材并規(guī)范操作,多次實驗后結(jié)果均相同。其原因可能是?!敬鸢浮浚?)不同(2)先拿被測電路的另一個線頭迅速試觸電壓表的最大量程的接線柱,若指針偏轉(zhuǎn)角度太小,再使用較小的量程(3)1.5(4)導(dǎo)線有電阻,兩端存在電壓【解析】(1)若兩個燈泡的規(guī)格相同,則兩個燈泡兩端電壓始終相等,故不能等到普遍結(jié)論,所以不相同;
(2)在被測電壓難以估計時,為避免電壓過大而損壞電壓表,應(yīng)先用試觸法(先用大量程);
(3)由圖乙可知,讀書為1.5v;
(4)電壓U1、U2之和略小于兩燈泡兩消的總電壓U,原因可能是導(dǎo)線電阻分到了部分的電壓;31.(2022八下·慈溪期中)小寧用如圖所示電路研究電阻的并聯(lián)
(1)按電路圖連接電路,閉合開關(guān)S,電流表A1、A2、A3的示數(shù)分別為0A、0.40A和1.20A。如果電路元件完好,接線時發(fā)生了錯誤,該錯誤是。(2)使用電流表時,當(dāng)被測電流值大于電流表量程的一半時,能減小實驗誤差。本實驗所用電源電壓為8V,電流表有兩個量程(0?0.6A、0?3A)。為減小實驗誤差,小寧重新選擇定值電阻,實驗室里可供選擇的定值電阻的阻值有:5Ω、10Ω、20Ω、50Ω,應(yīng)該選用的2個電阻阻值分別為?!敬鸢浮浚?)電流表短路(2)5Ω、20Ω【解析】(1)由圖可知,閉合開關(guān)后,R1與R2并聯(lián),A1測量R1中電流I1,A2測量R2中電流I2,A3測量干路中的電流I。若電路正常,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知,A3的示數(shù)大于A1示數(shù),A3的示數(shù)大于A2的示數(shù);
現(xiàn)A1的示數(shù)為零,可能:
①R1支路斷路,電路為R2接在電源上的簡單電路,因A2與A3是串聯(lián),它們示數(shù)應(yīng)相同,這與已知矛盾;
②A1短路,則A3測量干路電流,A2在支路測量支路電流,A3示數(shù)大于A2的示數(shù),與已知相符。
故電路故障為:接線時使電流表A1短路;
(2)根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點可知,各支路兩端的電壓等于電源電壓:U1=U2=U=8V,
若兩個支路均選用同量程電流表,當(dāng)被測電流值大于電流表量程的一半時,干路電流大于支路所選量程,干路需選大量程(0~3A),支路選小量程(0~0.6A),可支路電流即使都達到電流表量程,干路的電流最大為0.6A+0.6A=1.2A<1.5A;綜合分析可知,干路和一個支路都需選大量程電流表,另一支路需選用小量程電流表。
由題意知,支路中電流要大于所選電流表量程的一半,
對于選大量程電流表的支路,根據(jù)歐姆定律可知R=UI=8V12×3A=5.3Ω,
即支路電阻需小于等于5.3Ω,由可供選擇電阻可知選R1=5Ω;
小量程支路的電流要小于等于0.6A,
根據(jù)歐姆定律可知R=UI=32.(2022八上·余杭月考)小徐和小靜探究“并聯(lián)電路電壓的關(guān)系”時,小徐先按圖甲所示電路圖連接圖乙所示的實物圖(電壓表尚未連接)。(1)小靜一眼就看出了小徐連接的錯誤,并指出如果直接閉合開關(guān)將出現(xiàn)(選填“斷路”或“短路”)現(xiàn)象,小燈泡L1、L2都不會亮,還可能造成滑動變阻器被損壞。(2)小靜只更改跟L1、L2的四個接線柱A、B、C、D相連的某根導(dǎo)線的一端,就使電路連接正確了。她的做法可能是(3)在電路中串聯(lián)滑動變阻器的作用是,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于端(選填“左”或“右”),該實驗的結(jié)論是?!敬鸢浮浚?)短路(2)可將①的一端從接線柱C改接到D或?qū)?dǎo)線②的一端從接線柱A改接到B(3)移動滑動變阻器滑片,改變燈泡兩端電壓;左;并聯(lián)電路各支路電壓相同且等于電源電壓【解析】(1)如下圖所示,如果直接閉合開關(guān),那么電流不經(jīng)過兩個燈泡,而是直接由正極流回負(fù)極,從而發(fā)生短路現(xiàn)象;
(2)觀察發(fā)現(xiàn),只要將將①的一端從接線柱C改接到D或?qū)?dǎo)線②的一端從接線柱A改接到B,就能保證每條通路上都有一個燈泡,從而使電路正常工作,如下圖所示:
或
(3)在電路中串聯(lián)滑動變阻器的作用是移動滑動變阻器滑片,改變燈泡兩端電壓,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于左端,該實驗的結(jié)論是:并聯(lián)電路各支路電壓相同且等于電源電壓。
33.實驗小組完成了“探究串聯(lián)電路電壓規(guī)律”的實驗后,得到“電源兩端電壓總大于各用電器兩端電壓之和”的結(jié)論,這與之前“電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和”的猜想不符。老師引導(dǎo)同學(xué)們用如圖甲所示的電路繼續(xù)進行了深入探究:(1)測量電源及燈泡兩端電壓。電壓表接在CD兩點,是為了測量燈泡的電壓,閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)(如圖乙所示)是V。(2)測量電路中導(dǎo)線的電壓。測出導(dǎo)線BC間的電壓大約為0.05V,由此得知導(dǎo)線分壓可能是造成結(jié)論與猜想不符的原因。為了能更明顯地觀察到導(dǎo)線分壓的現(xiàn)象,應(yīng)選擇較(選填:“粗”或“細(xì)”)的導(dǎo)線,原因是。(3)完成以上步驟后,他們準(zhǔn)備測量開關(guān)兩端的電壓,你認(rèn)為這一步驟是否有必要,理由是?!敬鸢浮浚?)L1;1.7(2)細(xì);在長度和材料相同時,橫截面積越小電阻越大,分壓大,更容易觀察到實驗現(xiàn)象(3)有必要,開關(guān)容易接觸不良,造成電阻變大,分壓增多。【解析】(1)根據(jù)甲圖可知,將電壓表接在CD兩點,那么它就與燈泡L1并聯(lián),即測量燈泡L1的電壓。根據(jù)乙圖可知,電壓表選擇量程0~3V,分度值為0.1V,那么電壓表的示數(shù)為:1V+0.1V×7=1.7V。
(2)為了能更明顯地觀察到導(dǎo)線分壓的現(xiàn)象,應(yīng)選擇較細(xì)的導(dǎo)線,原因是:在長度和材料相同時,橫截面積越小電阻越大,分壓大,更容易觀察到實驗現(xiàn)象。
(3)完成以上步驟后,他們準(zhǔn)備測量開關(guān)兩端的電壓,我認(rèn)為這一步驟是否有必要,理由是:有必要,開關(guān)容易接觸不良,造成電阻變大,分壓增多。34
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