【同步讲义】苏科版物理九年级上册--第13节 电压和电压表的使用 讲义

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第13课  电压和电压表的使用 课程标准课标解读1．了解电压相关的概念。2．了解电压表的使用方法和注意事项。3.  了解串并联电路的电压特点。1、通过阅读和学习了解电压相关的概念。2、熟练掌握电压表的使用方法从而测量电路电压。3、通过实验探究得知串并联电路的电压规律。  知识点01  电压电压(1) 作用：使电路中的自由电荷定向移动形成电流；电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置。(2) 电压的符号及单位：用字母U表示。在国际单位制中，电压的单位是伏特，简称伏，符号为V。电压常用单位还有：千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)。换算关系：1kV＝1000V，1V＝1000mV，1mV＝1000μV。(3) 生活中常见电压值：一节干电池电压1.5V、家庭电路220V、人体安全电压不超过36V。【即学即练1】关于常见的电压值，下列说法正确的是（　　）A．一节干电池的电压为2VB．一节铅蓄电池的电压为1.5VC．对人体的安全电压为36VD．我国家庭电路的电压为220V答案　D解析　A．一节干电池的电压是1.5V，故A错误；B．一节铅蓄电池的电压是2V，故B错误；C．不高于36V的电压对人体是安全的，人体的安全电压并不仅是36V，故C错误；D．我国家庭电路电压是220V，故D正确；故选D。知识点02  电压表电压表(1)    概念：用来测量电压大小的仪表叫电压表。(2)    特点：内阻很大相当于开路。(3) 使用步骤：①应先检查指针是否指零，如有偏差，则要用螺丝刀旋转表盘上的调零螺丝，将指针调到零位(调零)。②电压表应与待测电路并联，使电流从电压表标有 “+”接线柱流入，从标有“－”(一般在左边)的接线柱流出(正进负出)。(接反指针会反向偏转，容易损坏表，如碰弯指针等)。(4) 注意：①电压表应与待测电路并联。②被测电压超过电压表的最大量程时，不仅测不出电压值，电压表的指针还会被打弯，甚至烧坏电压表。一般先试用大量程(试触大量程)，若电压示数在小量程范围内，则应改用小量程。③电压表可直接连接电源。(5) 读数：读数时，看清接线柱上标的量程(3V、15V两个量程)、分度值(3V量程分度值是0.1V,15V路程分度值是0.5V)；【即学即练2】“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示。下列说法正确的是（　　）A．电压表不可以直接接在电源两端测量电路两端总电压B．选择电压表量程时，可以任意选择一个量程进行测量C．测完L1两端的电压后，应先断开开关，再将电压表并联在BC两端D．在测量L1两端电压时，电压表示数如图乙所示时，则应当对电压表调零答案 C解析 A．电压表可以直接并联在电源两端，测量电源电压，即电路两端总电压，故A错误；B．选择电压表量程时，应选择合适量程，量程选择过小，指针偏转会超过最大刻度，量程选择过大，会造成读数误差太大，故B错误；C．测完L1两端的电压后，为了电路元件安全，应先断开开关，再将电压表并联在BC两端，故C正确；D．在测量L1两端电压时，电压表示数如图乙所示时，指针反偏，是电压表的正负接线柱接反了，所以要重新连接电压表的正负接线柱，故D错误。故选C。知识点03  串并联电路的电压规律电压规律(1) 串联电路电压特点：串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un。(2) 并联电路电压特点：在并联电路中，电源两端电压等于各支路用电器两端电压，即U＝U1＝U2＝…＝Un。(3) 串联电路：串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和；串联电路里各用电器两端的电压不一定相等，但电路两端的总电压等于各用电器两端的电压之和，因为每一用电器两端电压都是电源电压的一部分。并联电路：并联电路中各支路两端的电压都相等，因为对于并联电路；各支路的两端分别接入电路中相同的两点之间，所以电压必然相等。【即学即练3】如图甲所示，当闭合开关S后，两个电压表的指针偏转情况均如图乙所示，则电灯L1和L2两端的电压分别是（　　）A．2.4V、12V B．12V、2.4V C．9.6V、2.4V D．2.4V、9.6V答案 C解析 由图得，两灯泡串联，电压表V1测量电源电压，电压表V2测量灯泡L2电压，两个电压表的指针偏转情相同，因此电压表V1的量程为0~15V，分度值为0.5V，示数为12V，电压表V2的量程为0~3V，分度值为0.1V，示数为2.4V，L1的电压为故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 考法01  考察电压表的选择及用法【典例1】某同学用有3V和15V两个量程的电压表来测量电压时，电压表“-”接线柱已经接入电路，在用15V量程进行试触时，发现指针的位置如图所示，则他下一步的操作应该是（　　）A．直接接入c接线柱，然后读数B．直接接入b接线柱，然后读数C．断开开关，接入c接线柱，闭合开关后读数D．断开开关，接入b接线柱，闭合开关后读数答案　D解析　从图可知，试触时指针摆幅较小，在1V附近，这是选用了电压表较大量程的结果，为了使测量数据准确，应换用较小量程，所以用0~3V的量程，并且换接线柱时应断开开关，所以他下一步的操作应该是：断开开关，接入b接线柱，闭合开关后读数，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。考法02  考察串联电路的电压规律【典例2】如图所示的电路图中，闭合开关S后，电源电压为6V，L1两端的电压为2V，则下列说法正确的是（　　）A．开关S断开时，电压表的示数为0VB．开关S断开时，电压表的示数为4VC．开关S闭合时，电压表的示数为8VD．开关S闭合时，电压表的示数为4V答案 D解析 AB．当S断开时，电压表与L1串联，电压表测电源电压，电压表的示数约等于电源电压，为6V，故AB错误；CD．当开关闭合时，L1、L2串联，电压表测L2两端的电压，根据串联电路电压的规律，所以电压表的示数为U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V，故C错误，D正确。故选D。考法03  考察并联电路的电压规律【典例3】如图所示的电路，电源电压恒定，当开关S闭合时（　　）A．电流表示数变小，电压表示数变大 B．电流表示数变大，电压表示数不变C．电流表示数不变，电压表示数变小 D．电流表示数不变，电压表示数变大答案 B解析 由电路图可知，开关S断开时，电路为R2的简单电路，电流表测电路中的电流，电压表测电源两端的电压；当开关S闭合时，两电阻并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，因电源电压恒定，所以，当开关S闭合时，电压表的示数不变；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电路中的总电流变大，即电流表示数变大，综上分析知，故ACD不符合题意，故B符合题意。故选B。题组A  基础过关练1. 如图所示，闭合开关S后，电压表和的示数分别为2.7V和3V，则电压表V的示数是（　　） A． B． C． D．答案 D解析 由题图知，灯泡、灯泡、电源和开关组成串联电路，电压表测量灯泡两端的电压，电压表测量灯泡两端的电压，电压表测量灯泡、灯泡串联后的电压，由串联电路中电压特点可知电压表V的示数为电压表和的示数之和，即为5.7V，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。2. 某同学在做电学实验时，不慎将电压表和电流表的位置对换，如图。若开关闭合其后果是（　　）A．两表都会被烧坏B．两表都不会被烧坏C．电压表不会被烧坏，且示数正常D．电压表不会被烧坏，电流表可能被烧坏答案 D解析 如图中，若电流表并联在了电源两端，由于电流表的内阻很小，会发生电源短路，可能会损坏电流表和电源，电压表的内阻很大，串联使用时，一般不会损坏，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。题组B  能力提升练1. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合电键S，电路正常工作，一段时间后，发现电路中只有一个电表的示数变大，且故障只发生在电阻R1或R2上，其他元件仍保持完好，为判断故障，将电流表A与R1位置互换，则下列说法正确的是（　　）①互换后，电流表A示数不变，电压表V示数变大，R1短路②互换后，电流表A示数变大，电压表V示数不变，R2断路③互换后，电流表A示数不变，电压表V示数变大，R2短路③互换后，电流表A示数不变，电压表V示数不变，R2断路A．①④ B．②④ C．③ D．③④答案 D解析 由电路图知，两个电阻串联在电路中，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。电流表与R1互换位置，连接方式不变。若R1短路，电路中只有R2工作，互换后，电流表A示数不变，电压表V示数也不变，所以①说法错误；若R2断路，电路断路，整个过程电流表无示数，电压表测电源电压，互换后，电压表仍测电源电压，示数不变，所以说法②错误，④正确；若R2短路，电路中只有R1工作，电压表示数为0，互换后，电压表测电源电压，示数变大，电流表示数不变，所以说法③正确。故ABC错误，D正确。故选D。2. 如图甲所示，当开关S由接1转到接2时，电压表示数变化如图乙所示，则电源电压是 ___________V。当开关S接2时，灯泡L2两端的电压是 ___________V，此时若灯L1被短路，则电压表的示数为 ___________V。答案 6；4；0解析 [1][2]由电路图可知，当S接1时，电路为L1的简单电路，电压表测电源电压，由图乙可知，电源电压；当S接2时，两灯泡串联，电压表测L1两端的电压，由图乙可知，。串联电路中总电压等于各部分电路电压之和，灯泡L2两端的电压为[3]若灯L1短路，电压表测量一段导线的电压，由于导线不分电压，电压表示数为0V。题组C  培优拔尖练1. 在探究“串联电路电压的规律”实验中，电源是新的两节干电池。（1）电压表的量程应该选用______V，理由是______；（2）连接电路的过程中应让开关______，实验中如果将电压表串联进电路，闭合开关______（选填“会”或“不会”）损坏电压表；（3）①要用电压表测L2两端的电压，连接电路如图甲所示，如果此时闭合开关，观察到的现象是______（说出其中的一个现象即可）；②图中只有一根导线连错了，请你在连错的导线上划“×”，并用笔画线表示导线将电路连接正确；______（4）改正电路后，闭合开关，如图乙所示，电压表的示数为______V，灯L1两端的电压是______V；（5）他们在测量L2两端的电压时，电压表示数突然变为0，则电路故障可能是灯______断路或灯______短路，如果此时观察到有一只灯亮，则发生的故障是______。答案0～3 ；电源电压为3V；断开；不会；L1不亮、电压表示数为电源电压          1.2；1.8；L1；L2；L2短路解析（1）[1] [2]由图可知，电压表串联在电源两端时，电压表测量的是电源电压，电源为两节干电池串联组成，则电源电压为3V，所以电压表的量程应该选用0～3V。（2）[3] 为保护电路安全，在连接电路的过程中，应让开关处于断开状态。[4] 电压表串联在电路中，由于电压表内阻特别大，相当于开路，则电压表测量的是电源电压，电路中电流很小，不会损坏电压表。（3）[5]①要用电压表测L2两端的电压，如图甲所示的电路电压表与灯泡L1串联了，观察到的现象是L1不亮、电压表示数为电源电压。[6]②要用电压表测L2两端的电压，应该与灯泡L2并联，如下图：（4）[7] 图乙中电压表选择的是0～3V量程，对应的分度值是0.1V，指针指在1V后面第2个小格上，因此读数为1.2V。[8]根据串联电路电压的特点可知，灯泡L1两端的电压为3V﹣1.2V=1.8V（5）[9][10][11]电压表示数为零，说明L2两端没有电压，可能是由于L2短路或L1断路，若有一只灯亮，则说明L2短路造成的。2. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，电路中R2和R3的规格相同。同时闭合S2、S4，断开S1、S3时，电压表V1的示数为18V，电流表A2的示数为0.8A。求：（1）电源电压是多少？（2）同时闭合S1、S2，断开S3、S4时，电流表A2的示数为1.0A。则同时闭合S1、S2、S4，断开S3时，电流表A1的示数为多少？（3）若将电流表A1替换为电压表V3，同时闭合开关S1、S3、S4，断开S2，电压表V3和V1的偏转的角度相同，求电压表V2的示数是多少？答案 （1）18V；（2）0.4A；（3）16V 解析（1）由电路图知，同时闭合S2、S4，断开S1、S3时，电路是R1单独工作的简单电路，此时V1所测的是电源电压，所以电源电压U=18V（2）同时闭合S1、S2，断开S3、S4，电阻R1、R2并联在电路中，电流表A1测R2这一支路的电流，A2测干路电路，据并联电路的电流特点有，此时通过R2的电流I2=I-I1=1.0A-0.8A=0.2A同时闭合S1、S2、S4，断开S3时，三个电阻并联在电路中，A1测通过R2、R3的总电流，而R2和R3规格相同，则通过它们的电流相同，都为0.2A。那么此时电流表A1的示数I23=0.2A+0.2A=0.4A（3）用电压表V3替换A1，同时闭合开关S1、S3、S4，断开S2，三个电阻串联在电路中，电压表V1测R1两端的电压，V2测R2、R3两端的总电压，V3测R1、R2两端的总电压。且电压表V3与V1的偏转角度相同，那么R1、R2两端的总电压是R1两端电压的5倍，即5U1=U12设R3两端的电压为U3，据串联电路的特点有5U1+U3=18V，U1+2U3=18V解以上两式得U3=8V因为R2、R3的规格相同，则电压表V2的示数U23=U2+U3=U3+U3=8V+8V=16V答：（1）电源电压为18V；（2）电流表A1的示数为0.4A；（3）电压表V2的示数是16V。