物理第1节 电压优秀课时作业
展开课时16.1 电压(帮课堂)(原卷版)
【学习目标】
1.理解电压的概念;
2.知道电压的作用和电源是提供电压的装置;
3.知道电压的单位及其换算关系;
4.了解生活中常见电源电压值;
5.掌握电压表的用途与符号,会使用电压表测量电压。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、电压
1.电源和电压的作用
要让一段电路中产生电流,它的两端就要有电压。电源的作用就是给用电器两端提供电压。
图示 | ||
现象 | 水管中水的流动形成水流 | 电路中电荷的定向移动形成电流 |
组成类比 | 抽水机(保持一定的水压)→电源(保持一定的电压) 水管(传输水流)→导线(传输电流) 水轮机(利用水能的设备)→灯泡(利用电能的设备-用电器) 阀门(控制水流的通断)→开关(控制电流的通断) | |
分析 | (1)水的定向流动形成水流; (2)水压是水定向流动形成水流的原因; (3)抽水机是产生水压的装置。 | (1)电荷定向移动形成电流; (2)电压是是定向移动形成电流的原因; (3)电源时提供电压的装置。 |
作用 | 抽水机提供水压形成持续水流 | 电源提供电压形成持续电流 |
总结(类比法) | (1)电压是形成电流的原因; (2)电源时提供电压的装置 |
特别提醒
(1)某段电路中有电流,该电路两端一定有电压;某段电路两端有电压,该段电路中不一定有电流。因为电路中是否有电流还取决于电路是不是通路。要是电路中有持续的电流,必须同时满足两个条件:①有电源提供电压;②电路是通路。
(2)不能说电路哪一点存在电压,表述电压时,必须指明电路中“哪一部分电路(或哪个用电器)两端的电压”,或“哪两点间的电压”。
(3)从能量角度看,对外供电时,电源提供用电器把电能转化为其他形式的能。
2.电压的符号单位
(1)符号:物理学中,电压常用“U”表示。
(2)单位
①在国际单位制中,电压单位是伏特(简称为伏,符号是V);
②电压常用单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。
③换算关系:1kV=1000V,1V=1000mV,1mV=1000μV。
2.生活中常见的电压值
石英手表用的氧化银电池 | 一节干电池(1号、2号、5号、7号) | 一节蓄电池 | 手机电池 |
1.5V | 1.5V | 2V | 3.7V |
电动车工作电压 | 家庭电路电压 | 电动汽车工作电压 | 闪电云层间的电压 |
48V | 220V | 300-400V | 可达10310kV |
【典例1】关于电压,下列说法错误的是( )。
A.电源是提供电压的装置;
B.电压是形成电流的原因;
C.电路中有电压时,就一定有电流;
D.电路中有电流时,电路两端就一定有电压
知识点二、电压的测量
1.认识电压表
作用 | 测量电路两端电压 | |
符号及结构 | 电压表在电路中的符号是,实验室常用电压表通常有三个接线柱,两个量程 | |
表盘上所标字母“V”的含义 | 有两个含义: (1)表示该表为电压表; (2)表示该表测量电压时表盘上示数的单位是伏特 | |
表盘及两种接线方式 | ||
对应量程及分度值 | 当使用“-”和“3”两个接线柱时,量程为0~3V,其分度值为0.1V | 当使用“-”和“15”两个接线柱时,量程为0~15V,其分度值为0.5V |
2.电压表的使用方法
(1)电压表的连接
使用规则 | 违反规则的后果 | |
使用前调零 | 使用前先检查指针是否指在零刻度线,如果不在,要旋转调零旋钮使指针指在零刻度线处 | 如果指针不在零刻度线就开始测量,会出现以下两种情况: (1)指针在零刻度线左侧,会导致最终读数偏小; (2)指针在零刻度线右侧,会导致最终读数偏大 |
与验电器并联 | 连线时,测哪个用电器电压,就要把电压表与哪个用电器相并联 | 若将电压表与待测用电器串联,此时虽然电压表不至于被烧坏,但这样的电路近似断路,测不出待测用电器两端电压 |
接线要“+”进“-”出 | 标有“+”的接线柱接电源的正极,标有“-”的接线柱接电源的负极 | 如果“+”“-”接线柱接反,会使电压表的指针反向偏转,损坏电压表 |
选择合适的量程 | 所测电压不能超过所选量程; 在不超过量程的前提下,尽可能选用小量程测电压,以提高测量精度 | 如果测量的电压超过所选量程,无法读数还容易损坏电压表; 如果选择量程过大,例如可选择量程0~3V时,选用0~15V,测量误差较大 |
可直接连接到电源两极 | 电压表可直接接在电源“+”“-”极两端,此时测量的就是电源电压 注意:此时如果所选量程小于电源电压,可能会烧坏电压表 |
特别提醒“试触法”确定电压表量程:
用电压表测量电压时,若不确定待测电压的高低,需用试触法确定量程。
试触时的现象 | 处理办法 |
指针向零刻度线左侧偏转 | “+”“-”接线柱接反了,应检查电路连接情况 |
指针完全不动 | 可能电路中有断路,也可能与电压表并联的用电器短路,还可能是电压表连接线断开,要逐一检查,排除故障 |
指针偏转很小,在零刻度线附近 | 换用小量程 |
指针偏转超过最大值 | 电压较大,要换用更大量程 |
【典例2】如图所示,能正确地测出小灯泡两端电压的电路是( )。
A. B. C. D.
(2)电压表的读数
第一步:确定量程,知道每一大格表示多少伏;
第二步:明确分度值,知道每一小格表示多少伏;
第三步:由指针所指位置,读出电压表的示数。
(1)量程:0~3V,一大格1V;(2)一小格:0.1V;(3)示数:1.7V。
特别提醒电压表的特殊读法
电压表指针指在同一位置时,选用0~15V量程时的分度值和读数是选用量程0~3V量程时的5倍。因此,若其中的一个量程的刻度值模糊不清时,可根据另一个量程的刻度值进行读数,然后按照倍数关系,算出电压的大小。
辨析比较电压表、电流表的比较
仪表 | 电压表 | 电流表 | |||
不同点 | 用途 | 测电压 | 测电流 | ||
标志 | 表盘上标有“V”(即电压单位是V) | 表盘上标有“A”(即电流单位是A) | |||
电路符号 | |||||
量程 | 0~3V | 0~15V | 0~0.6A | 0~3A | |
对应分度值 | 0.1V | 0.5V | 0.02A | 0.1A | |
连接方式 | 与被测电路(用电器)并联 | 与被测用电器串联 | |||
与电源连接 | 可以直接接在电源两端,此时电压表的示数为电源电压 | 绝对不允许直接接在电源的两极上,否则会损坏电流表和电源 | |||
对电路影响 | 相对于断路 | 相对于导线(短路) | |||
相同点 | (1)使用前都要调零; (2)都要使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出; (3)所测电压(或电流)都不能超过仪表量程; (4)都可用试触法选择合适量程 |
3.用电压表测电压
【实验过程】如图所示,先将电压表接在小灯泡两端,接通电路,读取电压表的示数;再将电压表接在电源两端,接通电路,读取电压表示数。
【实验现象】电压表两次示数相同。
【实验结论】在只有一个用电器的电路中,用电器两端电压与电源两端电压相等。
【典例3】如图是一双量程的电压表的刻度盘。当使用较小量程时,图中指针位置的示数为______V;当使用较大量程时,图中指针位置的示数为________V。
【方法帮】
题型一:对电压的认识
【角度1】常见电压值
解答此类试题需要学生记住一些常见用电器的正常工作电压值,例如家庭电路中用电器的工作电压一般为220V,手机电池电压为3.7V,电动车电压一般为48V等。
【典例】一节干电池电压是______V,家里的电灯、电视、电冰箱等家用电器的连接方式是______联。
【角度2】对电压的理解
★易错警示
(1)电压时电路中形成电流的原因,电路中有电压且电路时通路,电路中才有电流;
(2)电源是电路中提供电压的装置,无论电路中是否有电流,电源两极间的电压都是客观存在的。
【典例】下列说法中错误的是( )。
A.电源是提供电压的装置;
B.电压是形成电流的原因;
C.电流是自由电荷定向移动形成的;
D.电路两端有电压就一定有电流
题型二:电压表的使用
【角度1】电压表的连接
在用电压表测电路两端电压时,要注意以下几点:
(1)必须把电压表并联在被测电路两端,即需要测哪部分两端的电压,就把电压表并联在哪部分电路两端;
(2)要使电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
【典例】如图所示,闭合开关S,电压表测的电压是( )。
A.R1两端的电压 B.R2两端的电压
C.电源和R2两端的总电压 D.电源两端的电压
【角度2】电压表的读数
(1)根据表盘上所标的符号,判断电表是电压表还是电流表;
(2)根据连接的接线柱判断所选的量程;
(3)看分度值;
(4)看指针位置,确定示数。
【典例】如图中电表的示数分别为:甲图是______,乙图是______。
【角度3】判断电压表测量对象
“去源法”判断电压表测量对象
以电压表接在电路中的两个连接点为分点,可将电路分成两部分,将两点间含有电源的电路“去掉”,看电压表与哪个用电器组成闭合电路,电压表测量的就是哪个用电器两端电压。
【典例】下列电路中电压表测量R2两端电压,且电路连接正确是( )。
A. B.
C. D.
【角度4】电压表、电流表对电路的影响
在判断含电表电路的结构时,可先在“心”里面“去表”:(1)把电流表当做一条导线;(2)把电压表当做一个断开的开关。这样就可以把一个看似复杂的电路简化,然后认准各电表测量的对象,对电路作出准确的判断。
【典例】小雅同学在做电学实验时,不小心将电压表和电流表的位置互换了,如图所示,如果此时将开关闭合,则( )。
A.两表都可能被烧坏 B.两表都不会被烧坏
C.电流表不会被烧坏 D.电压表不会被烧坏,电流表可能被烧坏
【角度5】电路中电压表与电流表的判断
巧解电表填空题
(1)电流路径法:根据设计要求在电路图上画出电流的路径,在电流路径上的电表是电流表;不在电流路径上的电表是电压表。
(2)假设法:即任意假设某处的电表类型,再看该假设是否符合要求,逐一分析得到正确的答案。
【典例】如图,甲和乙是两只电表,当开关S闭合后,灯L1和L2都能正常发光,则( )。
A.甲是电流表,乙是电压表;
B.甲是电压表,乙是电流表;
C.甲、乙都是电流表;
D.甲、乙都是电压表
题型三:用电压表判断电路故障
用电压表判断电路故障
无示数 | (1)与电压表并联的电路短路; (2)与电压表并联的电路以外的电路断路 |
有示数且等于电源电压 | 说明与电压表并联的电路断路,电压表的两个接线柱与电源构成通路 |
【典例】小明同学按照如图所示的电路“研究串联电路中电流、电压的特点”,当开关闭合时,两灯均不亮,只有电压表有示数,则故障原因可能是( )。
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2 断路
【中考帮】
考点一:常见电压值
【典例】(2022·江西省)如图所示,是物理实验室常用的1号干电池。以下与该电池相关的物理量估测最符合实际的是( )。
A. 高度约10mm B. 重力约5N C. 电压约1.5V D. 密度约1g/cm3
理解并记忆生活中常见的电压值,尤其是教材中作为示例的各种电压值,如干电池的电压为1.5V,手机电池电压为3.7V,家庭电路电压为220V等。
考点二:电压表的连接
【典例】(2021·黑龙江中考真题)下列电路中电压表测量R2两端电压,且电路连接正确是( )。
A.B.C.D.
考点三:电压表的读数
【典例】(2020•镇江)如图,电压表的示数为 V。
电压表读数严格遵循“三看”原则可避免误读;看量程、再看分度值、最后看指针位置。【作业帮】
一、基础练(知识巩固)
1.下列描述正确的是( )。
A.对人体安全的电压为36 ;
B.正常工作的家用电冰箱的电流约为;
C.一个开关同时控制两盏灯,这两盏灯一定是串联的;
D.毛皮摩擦过的橡胶棒靠近轻质塑料吸管一端,相互吸引,则吸管一定带正电
2.如图所示的四个电路中,电流表或电压表连接正确的是( )。
A.B.C. D.
3.如下图所示,电源电压保持6V不变,开关S一直处于闭合状态,当开关S1由断开到闭合时,电压表的示数应该是( )。
A.示数减小且变为0;
B.示数减小但不会等于0;
C.示数不变测量的均为电源电压6V;
D.示数增大,但总小于电源电压
4.小明用电压表测电压时,电压表接线柱的接法如图所示,下面是同组同学的看法,其中正确的看法是( )。
A.该电压表的测量范围是3~15V;
B.该电压表可以测出电压值;
C.该电压表没有正接线柱;
D.该电压表不能测出电压值
5.如图所示电路,电源电压为3V,当开关S闭合后,只有一盏灯泡发光且电压表的示数为3V,产生这一现象的原因可能是( )。
A.灯泡L1处短路 B.灯泡L2处短路 C.灯泡L1处断路 D.灯泡L2处断路
6.一个电源的正负极模糊了,用如图所示的四种实验方法来判断,不正确的是( )。
A.甲:闭合开关后,若灯泡发光,则电池的左端是正极;
B.乙:闭合开关后,若二极管发光,则电池的右端是正极;
C.丙:闭合开关后,若电流表指针向左偏转,则电池的左端是正极;
D.丁:闭合开关后,若电压表指针向右偏转,则电池的右端是正极
7.如图所示,要使电路成为正常电路,且灯L1和L2均发光,需要在圆圈内填入电流表或者电压表,则下列判断正确的是( )。
A.a为电流表,b为电压表,c为电流表;B.a为电压表,b为电压表,c为电流表;
C.a为电流表,b为电流表,c为电压表;D.a为电流表,b为电流表,c为电流表
8.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”或“负”)极.
9.如图所示,将手机充电器插入家庭电路的两孔插座中即可为手机充电,插座两孔之间的电压为_____V,充电器为手机充电时的输出电压约为__________V(选填“5”或“220”)此时手机电池是______(选填“用电器”或“电源”)。
10.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______mV;盐水电池向外供电时,______能转化为电能。
二、综合练(能力提升)
11.如图所示电路中,当开关闭合后,要使电阻、串联,甲、乙应该接入的是( )。
A.甲接电压表,乙接电流表;
B.甲接电流表,乙接电压表;
C.甲、乙都接电压表;
D.甲、乙都接电流表
12.如图所示,闭合开关,两灯都正常发光,电流表和电压表都有示数。若灯L2断路,则电流表和电压表的读数将( )。
A.变大;变大 B.不变;变大 C.变小;不变 D.都变为零
13.如图是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图,当开关闭合时,灯亮,灯不亮,这时电流表和电压表均有读数。则故障原因可能是( )。
A.断路 B.短路 C.短路 D.断路
14.在图所示电路中,电源电压保持不变。当开关S闭合后,电路正常工作,一段时间后,灯L熄灭。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R或灯L上。现提供完好的电流表、电压表各一只,与L规格相同且完好的灯L0,请选择其中的一个器材接入电路,能同时检测电路中所有可能的故障。请写出操作方法、观察到的现象及相对应的故障。_____。
三、培优练(挑战自我)
15.如图所示,当开关S闭合后,下列说法正确的是( )。
A.灯L1与灯L2串联,且灯L1被短路;
B.电压表可测出灯L1两端的电压;
C.电流表A1测的是灯L1的电流;
D.电流表A2测的是干路电流
16.如图所示电路,电源电压不变。闭合开关,电路正常工作,一段时间后,灯L熄灭。若电路中仅有一处断路,且只发生在电阻R或灯L上。为检测电路故障,以下方案不可行的是( )。
A.将电压表并联在灯L两端;
B.将电流表依次串联接入a、b、c点;
C.用与R阻值相同且完好的灯L0替换电阻R;
D.用与L规格相同且完好的灯L0替换灯L
17.如图所示,接线盒的上部有两只相同规格的灯泡,导线接在盒的内部,接线盒的另两个接线柱与电压未知的电源和开关相连。闭合开关,两只灯泡发光。若要判断两只灯泡的连接方式,下列操作中能达到目的的是( )。
A.先任意取下一只灯后闭合开关 B.先将L1和L2的位置互换后闭合开关
C.在电池和开关之间接一只电流表 D.用电压表分别测L1和L2的电压
18.如图所示,当开关闭合时,小灯泡不亮,小明同学利用电压表进行电路故障检测,检测结果如表所示。则电路中的故障是( )。
测试点 | 、 | 、 | 、 |
电压表示数 | 有示数 | 无示数 | 有示数 |
A.开关断路 B.小灯泡断路
C.滑动变阻器断路 D.滑动变阻器短路
19.请在如图的电路图相应的位置填上电源和电流表的符号,使电压表测量小灯泡两端电压。
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