資源簡介

一、 電壓
（一）電壓的作用
(1)電壓是使自由電荷定向移動形成電流的原因。電壓可給電流提供推動作用。
(2)用水流理解電流的形成，用類比法理解電壓。
（二）電源的作用：電源是提供電壓的裝置，如干電池、蓄電池、發電機等。
（三）電壓的單位
國際上通常用字母U表示電壓,電壓的單位是伏特,簡稱伏,符號是V。其單位還有千伏(kV )、毫伏(mV)和微伏(μV)。它們的換算關系為1千伏=1000伏，1伏=1000毫伏，1毫伏= 1000微伏
（四）常見的電壓值
（1）人體心臟內外膜電壓：U= 6×10-2V（2）一節普通干電池的電壓U= 1.5V
（3）一節蓄電池的電壓U=2V （4）汽車電源電壓U=12V
（5）家庭照明電路的電壓U= 220V （6）工業用電電壓U= 380V
（7）一般情況下,對人體的安全電壓不高于36V( U≤36V)
（8）我國特高輸電電壓U= 106V （9）閃電云層之間U=109V
二、電壓的測量
1.電壓表
①作用：測量電路電壓大小的儀器
②符號：
③電壓表的實物與簡化圖
④電壓表的量程和分度值：電流表有三個接線柱，“-”表示負接線柱，兩個“+”接線柱(注意不是“+”極和“-”極)
使用“3”和“-”兩個接線柱時，它的量程是0~3伏，最大可測3伏的電壓，每個大格為1伏，每個小格為0.1伏，即分度值為0.1伏;
用“15”和“-”兩個接線柱時，量程是0~15伏，最大可測15伏的電壓，每個大格為5伏，每個小格為0.5伏，即分度值為0.5伏。同一刻度線，大量程數值是小量程數值的5倍
2.電壓表的使用：
①使用前先進行機械調零。
②電壓表必須與用電器并聯后接入電路中時，應使電壓從電壓表的“+”接線柱流入，從“-”接線柱流出，接反了之后會反轉打彎指針。
③使用時可以把電壓表直接接到電源兩極上，測電源電壓。
④電壓表使用時需要選取合適的量程，量程過大讀數不準確，量程過小損壞電壓表，可以使用試觸法選取
3.電壓表的讀數：
①觀察電壓表選取的量程，找到合適的分度值
②根據量程選取是0-3伏，還是0-15伏。當選用0-3伏時，每個小格就是0.1伏;選用0-15伏時，每個小格就是0.5伏。量后觀察指針偏轉的大格數和小格數。
三、串、并聯電路的電壓特點
（一）串聯電路電壓的關系
串聯電路兩端的總電壓等于各串聯導體兩端的電壓之和。表達式:U=U1+U2+...+Un。
（二）并聯電路電壓的關系
并聯電路中，各支路兩端電壓都相等。表達式:U=U1=U2=...=Un
（三）實驗過程中注意的事項
(1)連接實物電路時，一定要對照電路圖，可從電源的正極出發，依次經過開關小燈泡，最后回到電源的負極；電壓表最后并聯到所測電路的兩端。(先串后并)
(2)連接實物電路過程中，開關一定要處于斷開狀態，原因是防止電路連接錯誤，造成電路短路而燒壞電源或用電器。每次連接完電路，一定要檢查無誤后，再閉合開關。
(3)實驗中，每次讀數后，應及時斷開開關。
(4)實驗中的2個小燈泡應選取規格不同的，否則會得出串聯電路中U1=U2這一錯誤結論。
(5)對于需要分析實驗數據而得出結論的實驗，可以先將需要測量的物理量羅列出來，然后設計一個表格，把實驗中測出的數據填人表格，并試著將它們分別相加相減相乘或相除等以找出這些數據之間的關系。(6)為了驗證探究結論的普遍性，可進行多次實驗，其目的是選取多組數據，從而分析歸納，得出一個普遍的規律。如本實驗中還可多次改變電源電壓或換用規格不同的小燈泡。
例1、如圖甲所示電路，當閉合開關S后，兩個電壓表指針偏轉均為圖乙所示，則電阻R1和R2兩端的電壓分別為（　　）
A．8V 2V B．10V 2V C．2V 8V D．2V 10V
例2、用如圖所示電路探究串聯電路的電壓規律，下列說法正確的是（　　）
A．電壓表不能直接測量電源電壓
B．改變兩個小燈泡的規格，重復實驗，是為了減小實驗誤差
C．實驗得到的結論為：串聯電路電壓處處相等
D．若測量L1兩端電壓，需將電壓表并聯在A、B兩點間，且電壓表正接線柱接A點
例3、在某一溫度下，兩個電路元件甲和乙中的電流與電壓的關系如圖所示。由圖可知，元件甲的電阻是 Ω，將元件甲、乙并聯后接在電壓為2V的電源兩端，則流過干路電流是 A。
例4、在研究并聯電路的電流和電壓特點時，小明同學分別做了如下兩組實驗。
實驗一：通過如圖1所示的電路圖研究并聯電路的電流特點，閉合開關后，兩電流表指針偏轉情況（如圖2所示）。
（1）請根據電路圖在實物圖中添加一根導線，完成電路連接。
（2）小明發現電流表A1和A2的指針在相同位置，如圖2，請你寫出電流表A1和A2的示數分別為　 　A；　 　A。
實驗二：通過如圖1所示的電路，繼續探究并聯電路的電壓特點。
（3）實驗中，小明選用兩個燈泡的規格應該 　（相同、不同）。
（4）小明用電壓表分別測出L1和L2兩端的電壓，發現電壓相等，馬上得出結論：并聯電路各支路兩端的電壓是相等的。他的結論是否可靠，為什么？　 　。
1.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4V
C．可以將電壓表直接接在該番茄電池的兩端測量電壓
D．為提倡節約，制作電池后的番茄作為蔬菜食用
2．如圖所示電路中，在甲、乙兩處分別接入電表，當開關閉合后，兩燈均能發光。以下判斷正確的是（　　）
A．甲、乙都是電流表 B．甲是電壓表，乙是電流表
C．甲、乙都是電壓表 D．甲是電流表，乙是電壓表
3.圖甲所示電路中，當閉合開關S后，兩個電壓表指針偏轉均為圖乙所示，則電阻R1和R2兩端的電壓分別為( )
A.8V 2V B.10V 2V C.2V 8V D.2V 10V
4.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，電壓表測燈L1兩端的電壓
B.燈L1與燈L2并聯，電壓表測燈L2兩端的電壓
C.燈L1與燈L2串聯，電壓表測燈L1兩端的電壓
D.燈L1與燈L2串聯，電壓表測燈L2兩端的電壓
5.如圖所示，電源電壓是6 V且不變，開關S閉合后電壓表示數為2 V，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；當開關S斷開時，電壓表的示數為________V。
6.串聯電路的特點的研究是初中科學實驗中的經典實驗，小妍同學在進行“探究串聯電路電壓規律”的實驗，其實驗過程如下：
（1）她開始按圖2連接電路，用開關試觸時發現電壓表的指針偏轉到圖1的位置，則電壓表產生此現象的原因是　 　。
實驗次數 UAB UBC UAC
第一次 0.8 2.2 3
第二次 1.0 2.0 3
第三次 1.2 1.8 3
（2）改正錯誤后，她用電壓表測量L1兩端的電壓UAB、L2兩端的電壓UBC和L1L2兩端的電壓UAC，更換不同燈泡，再做兩次實驗，將三次測出的電壓填入上表，請你根據她的實驗過程和有關數據回答下列問題：
①上面設計的表格存在的不足之處是　 　。
②分析表格的數據，得出的結論是　 　。
1.如圖所示，當開關閉合時各電表都有示數。當開關斷開后，下列電表仍有示數的是（　　）
A．A1 B．A2 C．V1 D．V2
2.如圖所示，電路中兩只燈泡L1和L2均正常發光，則下面說法中正確的是（　　）
A．甲是電流表，乙是電壓表 B．甲是電壓表，乙是電流表
C．甲、乙都是電流表 D．甲、乙都是電壓表
3.如圖所示，當S1閉合、S2斷開時，電壓表示數為2.5 V；當S1斷開、S2閉合時，電壓表示數為6 V。燈L1兩端的電壓為________V，燈L2兩端的電壓為________V，電源電壓為________V。

4.小欣同學在做“探究串聯電路中電壓的規律”實驗時，連接了如圖所示的電路，閉合開關后，發現兩燈均不亮，經檢查，電路連接正確。小欣同學用電壓表檢查該電路的故障，測量結果如表格所示。
位置 AB BC CD AC AD
電壓U/V 0 3V 0 3V
若電路中僅有一處發生故障，根據表中數據可知，發生故障的電路元件為　 　（選填“L1”、“L2”或“S”），該故障為　 　（選填“短路”或“斷路”）。粗心的小欣同學忘了記錄當電壓表接在AC兩點時的數據，你認為電壓表接AC兩點時的測量結果為　 　V。
答案及解析
例1、A
解：由電路圖可知，兩電阻串聯，電壓表V1測電源的電壓，電壓表V2測R2兩端的電壓，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，且兩電壓表指針位置相同確定量程，
所以，電壓表V1的量程為0～15V，分度值為0.5V，則電源的電壓U＝10V，
電壓表V2的量程為0～3V，分度值為0.1V，則R2兩端的電壓U2＝2V，
則R1兩端的電壓：
U1＝U﹣U2＝10V﹣2V＝8V。
故選：A。
例2、D
【解析】
A．電壓表可以直接并聯在電源兩端，測量電源電壓，故A錯誤。
B．多次測量的目的是使結論具有普遍性，避免偶然性，不是減小誤差，故B錯誤。
C．本實驗的結論為：在串聯電路中，電源電壓等于各部分電路兩端電壓之和，故C錯誤。
D．若測量L1兩端電壓，需將電壓表并聯在A、B兩點間，電流從正接線柱流入，從負接線柱流出，所以電壓表正接線柱接A點，故D正確。
例3、5；0.6
【解析】（1）根據圖像確定甲的電壓和電流，然后根據計算它的阻值；
（2）根據圖像確定電壓為2V時通過甲和乙的電流，然后根據并聯電路I總=I甲+I乙計算出干路電流。
【解答】（1）根據圖像可知，甲的電壓為3V時電流為0.6A，則甲的電阻；
（2）當電壓為2V時，通過甲的電流為0.4A，通過乙的電流為0.2A，則通過干路電流為：I總=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A。
例4、解：（1）兩燈并聯，電流表A1與L1串聯，測這個燈L1的電流，電流表A2測總電流，根據電路圖連接實物圖，如下圖所示：
（2）小明發現電流表A1和A2的指針在相同位置，因A2測干路電流，根據并聯電路電流的規律，干路電流大于支路電流，
故A2選用大量程，分度值為0.1A，電流為2.5A；
A1測L1的電流，故A1選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.5A，
所以，電流表A1和A2的示數分別為0.5A和2.5A。
（3）為得出普遍性的規律，實驗中，小明選用兩個燈泡的規格應該不同。
（4）為得出普遍性的規律，要多次測量，故小明根據一次測量的數據就得出結論，結論有偶然性，他的結論不可靠。
故答案為：（1）如上所示；（2）0.5；2.5；（3）不同；（4）不可靠，根據一次測量的數據就得出結論，結論有偶然性。
1.C
【解析】
A．根據圖片可知，鋅片與電壓表的“﹣”接線柱相連，因此鋅片為番茄電池的負極，故A錯誤；
B．電壓表選擇的量程為0~3V，分度值為0.1V，則示數為0.8V，故B錯誤；
C．電壓表可以直接接在電源上測量電壓，因此，將電壓表直接接在該番茄電池上，不會損壞電壓表，故C正確；
D．實驗中，番茄內部已經發生了化學反應，生成了有毒物質，不能再繼續使用，故D錯誤。
2．D
解：電流表在電路中相當于導線，電壓表在電路中相當于開路，
由圖知，假設乙為電流表，則右邊燈泡會被短路，不能滿足兩燈均能發光的要求，所以乙只能為電壓表；而如果甲為電壓表，則會造成右邊燈泡開路，不能滿足兩燈均能發光的要求，所以甲應是電流表；
因此甲為電流表，乙為電壓表，此時兩燈并聯。
故選：D。
3.A
【解析】首先根據串聯電路的電壓特點比較兩個電壓表的示數大小，然后讀出乙圖中兩個電壓表的示數，并與兩個電壓表對應起來，最后根據U總=U1+U2計算對應的電壓即可。
【解答】根據甲圖可知，電阻R1與R2串聯，電壓表V1測總電壓，V2測R2的電壓。
根據串聯電路的總電壓等于各處電壓之和可知，電壓表V1>V2；
根據乙圖可知，當電壓表的量程為0~3V時，分度值為0.1V，示數為2V；
當電壓表的量程為0~15V時，分度值為0.5V，示數為10V；
因此電壓表V1示數為2V，V1的示數為10V；
則電阻R2的電壓為2V；
那么R1的電壓為：U1=U總-U2=10V-2V=8V。
故A正確，而B、C、D錯誤。
4.C
【解析】①如果只有一條通路，那么用電器串聯；如果有兩條或多條通路，那么用電器并聯；
②電壓表與誰并聯，它就測量誰的電壓，據此分析判斷。
【解答】如下圖所示，電路只有一條通路，則燈泡L1與L2串聯；
電壓表與燈泡L1并聯，測L1兩端的電壓；
故C正確，而A、B、D錯誤。
5.4；一樣；6
【解析】首先分析電路的串并聯關系，然后確定電壓表所測的電壓值，最后根據串聯電路的電流和電壓特點進行計算即可。
（1）開關S閉合后，兩個燈泡串聯，電壓表測L2的電壓。
根據串聯電路總電壓等于各處電壓之和得到，L1的電壓為：U1=U總-U2=6V-2V=4V；
（2）在串聯電路中，各處電流都相等，因此通過L1和L2的電流一樣；
（3）當開關S斷開時，電壓表與燈泡L1串聯，此時它測電源電壓，則示數為6V。
6.解：（1）根據題意可知，電壓表的指針發生了反向偏轉，說明電壓表的正負接線柱接反了；
（3）①分析表格內容可知，表中測量的物理量沒有單位，因此該表格的不足之處：物理量沒有單位；
②AB兩點間的電壓為L1兩端的電壓，BC兩點間的電壓為L2兩端的電壓，AC兩點間的電壓為電路兩端的總電壓。由表中的數據可以看出：
第一次實驗：UAC＝3V，UAB+UBC＝0.8V+2.2V＝3V；
第二次實驗：UAC＝3V，UAB+UBC＝1.0V+2.0V＝3V；
第三次實驗：UAC＝3V，UAB+UBC＝1.2V+1.8V＝3V；
因此可以得出：串聯電路兩端的總電壓等于各串聯電阻兩端的電壓之和，即UAC＝UAB+UBC；
故答案為：（1）電壓表的正負接線柱接反了；（2）①物理量沒有單位；②串聯電路兩端的總電壓等于各串聯電阻兩端的電壓之和
1.C
【解析】
由電路圖可知，開關斷開后電路斷路，電流表A1、A2和電壓表V2斷路，電壓表V1始終測電源的電壓。所以，只有電壓表V1無論開關閉合、斷開都會測量電源的電壓，示數不變。
2.A
【解析】
A．若甲是電流表，乙是電壓表，燈泡L1和L2并聯，兩燈發光，電流表測L2電流，電壓表測電源電壓，故A正確；
B．若甲是電壓表，乙是電流表，導線會將燈泡L2短路，不發光，故B錯誤；
C．若甲、乙都是電流表，則L1和L2都短路，都不能正常發光，故C 錯誤；
D．若甲和乙都是電壓表，燈泡L2和電壓表甲串聯，不發光，故D錯誤。
3.2.5；3.5；6
【解析】電壓表與哪個用電器并聯，它就測哪個用電器的電壓，然后結合串聯電路的電壓規律進行計算即可。
當S1閉合、S2斷開時，燈泡L1與L2串聯，電壓表測L1的電壓。
因為此時電壓表的示數為2.5V，所以燈泡L1兩端的電壓為2.5V；
當S1斷開、S2閉合時，燈泡L1與L2串聯，電壓表測電源電壓；
因為此時電壓表的示數為6V，所以電源電壓為6V；那么此時燈泡L2的電壓：U2=U總-U1=6V-2.5V=3.5V。
4.解：電路中僅有一處發生故障，如果燈泡L1短路，則燈泡L2發光，不符合題意，同理L2短路也不符合題意；
如果燈泡L1正常，燈泡L2斷路，電壓表測量的電壓有UAB＝0，UBC＝3V，UCD＝0，UAC＝3V，UAD＝3V；
如果燈泡L2正常，燈泡L1斷路，電壓表測量的電壓有UAB＝3V，UBC＝0，UCD＝0，UAC＝3V，UAD＝3V；
故答案為：L2；斷路；3。
2023浙教版科學七升八暑期“快人一步”培優講義（十三）
電壓的測量

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