2020-2021学年第十三章 电路初探4 电压和电压表的使用同步训练题
展开13.4 电压和电压表的使用
一.选择题(共15小题)
1.图示电路中各元件完好,a、b、c、d、e、f为接线柱,将电压表接在其中两个接线柱上后,开关闭合时,电压表示数为0;开关断开时,电压表有示数。则与电压表相连的两个接线柱可能是( )
A.a和b B.c和d C.a和f D.e和f
2.在右图所示电路中,开关闭合后电压表测量的是( )
A.L1两端的电压 B.L1和L2两端的电压
C.L3和电源两端电压 D.电源两端电压
3.如图所示,在探究“串联电路电压的关系”时,闭合开关S后,电压表V1的示数是2.5V,V2的示数是3.8V,则电压表V3的示数是( )
A.1.3V B.2.5V C.3.8V D.6.3V
4.在如图所示的实验电路中,电源电压为3伏,L1、L2发光时的电阻均为5欧,下列说法错误的是( )
A.灯L1、L2是串联的
B.电流表的量程应选0﹣3A
C.电压表的量程应选0~3V
D.电压表测的是灯L1两端的电压
5.如图所示的电路中,开关S闭合时,电压表V、V1、V2的示数分别是U、U1、U2,关于它们的关系正确的是( )
A.U=U1=U2 B.U>U1+U2 C.U<U1+U2 D.U=U1+U2
6.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
7.在如图所示的电路中,电压表V2示数为5V,电压表V1示数为 6V.若电源电压为8V,则L2两端电压为( )
A.1V B.8V C.3V D.6V
8.如图所示,电源电压恒定。若在电路中再并联一个电压表,当滑动变阻器R2的滑片P从a端移至b端,电压表的示数从零变为6V;当滑片P位于中点c时,电压表的示数为U.下列判断正确的是( )
A.电压表并联在R1两端,U=3 V B.电压表并联在R1两端,U>3 V
C.电压表并联在R2两端,U>3 V D.电压表并联在R2两端,U<3 V
9.图所示电路,L1的电阻比L2的小。开关闭合,灯均发光,则( )
A.V示数等于V1示数 B.V1示数大于V2示数
C.A示数等于A2示数 D.A1示数大于A2示数
10.小代在实验室里连接了如图所示的电路,对此电路的认识,不正确的是( )
A.电流的方向是正→S→L1→L2
B.L1与L2串联,电压表测L2两端的电压
C.闭合开关L2两端的电压一定比L1两端大
D.若灯L2短路,则电压表示数为零
11.关于电压、电流和电阻,下列说法中正确的是( )
A.电荷移动就能形成电流
B.电流总是由电源的正极流向负极的
C.导体中有电流,导体两端一定有电压
D.一段铁丝和一段铜丝的电阻肯定不同
12.如图所示电路,电源电压恒定,开关闭合后两灯均发光,电压表V1的示数为6V,电流表A1的示数为0.2A,以下说法正确的是( )
A.电压表V的示数可能为6 V
B.电压表V的示数一定等于12 V
C.电流表A的示数可能为0.4 A
D.电流表A的示数一定等于0.2 A
13.有两个电路元件A、B,把它们串联在电路中,如图乙所示,流过元件的电流与其两端的电压关系如图甲所示。闭合开关S,这时电流表的示数为0.2A,若将A、B两元件并联接在原来的电源上,则此时电路中的总电流为( )
A.1.2A B.0.6A C.0.7A D.0.5A
14.如图所示,手机充电时把充电器接入电源后,USB接口处的电压是( )
A.低于36V B.36 V~220 V C.等于220V D.高于220V
15.如图甲所示是某同学测电路中的电压的实物图,图乙是两个电压表指针所在的位置。试分别指出在这个电路中:总电压和L2两端的电压分别是( )
A.4.8V,1.2V B.6V,4.8V C.6V1.2V D.1.2V,4.8V
二.填空题(共6小题)
16.图中,电压表的示数为 V。
17.小芳同学在实验室做实验时,将三节干电池串联起来,测得的总电压应该是 V,如果将它们并联起来,总电压又应该是 V。
18.如图所示,电源电压保持不变,a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。a与b处相接时,电压表示数为6.0V;使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表示数为4.5V,这时灯泡L2两端的电压为 V。
19.如图a所示电路中,当闭合开关后,两个电压表的指针均为图b所示,灯泡L1两端的电压 V。
20.如图所示,把二极管与小灯泡串联,当闭合开关时灯正常发光,这时电压表读数为U1,然后把开关断开,把电源两极对调,再闭合开关,此时灯泡 (选填“发光”“不发光”)电压表的读数为U2,则U1 U2(选填“大于”“小于”“等于”)
21.某同学连接的电路如图所示,他所用的电源是四节新干电池串联组成的电池组,当他将开关闭合后,电压表的示数为2v,则L1两端的电压为 ,L2两端的电压为 。若在某次测量中这位同学觉得要测L2两端的电压,直接将a点的导线接到b点,不能测出L2的电压,理由是: 。
三.实验探究题(共9小题)
22.小明和小华同学在“探究串联电路电压的规律”实验中,都设计了如图甲所示的电路。
(1)连接电路前,小明发现电压表指针如图乙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 。
(2)小明根据图甲连接好电路,闭合开关后,发现电压表示数为零,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障可能是 (写出一种即可)。
(3)排除故障后,小明完成了实验,并把数据记录在下表中。
UAB/V | UBC/V | UAC/V |
1.4 | 1.4 | 2.8 |
分析实验数据得出两个实验结论:
①串联电路两端的电压 各部分电路两端电压之和:
②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
(4)实验结束后小明和小华互相交流,小华指出结论②是错误的,造成结论错误的原因是 ,另外,小明的实验在设计方案上还存在另一个不足之处是 。
(5)小明和小华还进行了深入交流,为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这个方法 (选填“能”或“不能”)测出L2两端的电压,理由是 。
23.实验小组完成了“探究串联电路电压规律”的实验后,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。老师引导同学们用如图甲所示的电路继续进行了深入探究:
(1)测量电源及灯泡两端电压。电压表接在CD两点,是为了测量灯泡 的电压,闭合开关,电压表的示数(如图乙所示)是 V。
(2)测量电路中导线的电压。测出导线BC间的电压大约为0.05V,由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较 (选填:“粗”或“细”)的导线,原因是 。
(3)完成以上步骤后,他们准备测量开关两端的电压,你认为这一步骤是否有必要,理由是 。
24.在“探究串联电路电压的特点”活动中。
(1)如图所示,连接电路时,至少需要 根导线;实验中应选择规格 (相同/不同)的小灯泡。
(2)在测L1两端电压时,闭合开关,发现电压表示数为零,原因可能是 (填出一种即可)。
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压? ,理由是 。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在如下表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价: ,改进方法是 。
UAB/V | UBC/V | UAC/V |
2.4 | 1.4 | 3.8 |
25.某实验研究小组在“用电压表测电压规律的实验”中,他们先测得干电池组两端的电压为3.0V,然后将两只灯泡L1、L2并联接在该电池组两端,如图1所示。闭合三个开关,用电压表测得L1、L2两端电压U1、U2均为2.6V。
(1)根据他们的实验数据,可以得出结论:并联电路中,各支路两端的电压 。
(2)进一步分析实验数据后,实验小组的小刚同学发现了一个重要问题:并联的两个灯泡的电压小于3.0V,还有0.4V的电压哪里去了呢?通过查阅资料和请教老师,实验小组得到的信息是:电池组内部有电阻r,在正常情况下r为定值,如图2所示;该实验小组继续研究他们发现的问题:实验小组认为,如果上述信息真实可靠,当我们把电路中电池以外的电阻等效成一个电阻R外时,图1所示电路可等效为图3所示电路。如果断开图1中的S2,R外将 ,U外将 。(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)接下来实验小组为了测定一个总电压未知的新电源内阻r的值,设计了如图4所示的测量电路。其中R1=5Ω,R2=14Ω.当只闭合S1时,电流表示数I1为0.5A;只闭合S2时,电流表示数I2为0.2A.请你依据上述数据,计算出新电源内阻r= 。
26.如图1所示是小宇自制的几种水果电池的一种,可以让LED灯发光。
(1)为了确定水果电池的正负极,他可以选用下列 实验仪器进行判断。(填字母)
A.小灯泡 B.电压表 C.电阻
(2)在水果中插入不同金属制成的极板,并保持两块极板间的距离、极板与水果的接触面积不变,测量
两块极板之间的电压,结果如右表:
极板材料 水果种类 | 两极板间的电压/V | ||
铁﹣锌 | 铁﹣铜 | 铜﹣锌 | |
苹果 | 0.55 | 0.60 | 0.95 |
梨 | 0.40 | 0.50 | 0.90 |
菠萝 | 0.50 | 0.55 | 1.00 |
橙 | 0.75 | 0.78 | 1.05 |
①“水果电池”实现的是 能转化为电能。
②根据表中数据及相关条件可知:“水果电池”电压与 和 有关。
(3)小宇学习了野外生火的知识,做了如图2所示的点火实验,用铁丝把两种材料的钉子两两一组缠在一起,留下头尾两颗钉子接上电线,柠檬电池就完成了。把准备好的钢丝绒拿出来,上面铺上一些碎纸片,然后用柠檬电池两条电线去接触钢丝绒,通电后观察到钢丝绒上面的纸片很快开始燃烧。
①多插几组钉子相当于多几节电池 联,效果会比较明显;
②通电后的钢丝绒会使纸片着火是因为电流的 效应;
③在选择柠檬电池的两极材料时,最好选择上表中的 一组极板材料制成的钉子。
27.小刚和小丽用如图所示的器材探究串联电路的电压关系:
(1)根据电路图,请用笔画线代替导线,连接图乙中的实物图;
(2)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法是先用 进行试触,如果试触结果不超过3V,再改用小量程测量;
(3)在测L2两端的电压时,小丽同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样做 (选填“正确”或“不正确”),原因是 ;
(4)同学们排除故障后继续实验,得出了下表所示的一组数据,接下来他们还应当
A.更换电压表的量程重做实验
B.改变两个小灯泡的规格重做实验
L1两端电压/V | L2两端电压/V | L串联后的总电压/V |
1.4 | 3.1 | 4.5 |
(5)小刚接下来又按正确的方法测出了L1、L2及AC间的电压分别为:U1=2.4V,U2=1.4V,可读出UAC= V。
根据测量结果,在误差允许范围内你认为串联电路中用电器两端电压和电源电压的关系是 。
28.如图所示是小明“探究串联电路中电压的关系”的实验电路图。
(1)实验步骤
a.按图所示接好电路。闭合开关前,滑片 P 应置于最 端; b.滑片 P 移到适当位置,用电压表测出定值电阻 R0 两端的电压 U1; c.保持滑片 P 不动,用电压表测出 L 两端的电压 U2;
d.保持滑片 P 不动,用电压表测出 A、B 两点之间的电压 U;
e.移动滑片 P 的位置,重复步骤 b、c、d 两次。
(2)讨论交流:
a.按图接好电路时,闭合开关 S,无论怎样移动滑片 P,灯泡都不亮,但此时电压表有读数,经 检查:除灯 L 和定值电阻 R0 外,其余元件都没问题,则电路存在的故障可能是 (请将两种可能填写完整),为进一步确定故障,应将电压表接 (选填“L”或“R”)两端;
b.实验过程中,滑片 P 向左移动过程中,灯泡的亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
c.小明通过实验得到结论:串联电路中各个电器两端的电压相等,总电压等于各个电器两端电压之和;另一小组的小芳通过实验得到结论:串联电路中各个电器两端的电压不相等,总电压等于各个电器两端电压之和。你认为 的结论更合理,理由是 。
29.“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图甲所示:
(1)小明根据图甲连接好电路,闭合开关,电压表的示数如图乙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该 。
(2)测出L1两端的电压后,小明断开开关,准备拆下电压表,改接在B、C之间。
小聪认为小明的操作太麻烦,只需将与A点相连的导线改接到C点即可。小聪的办法是否正确?为什么?
(3)方法改进后,将所测出AB、BC、AC间的电压结果记录在下面表格中。小明分析实验数据得出的结论是:串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。同组同学指出结论不可信,原因是 。
UAB/V | UBC/V | UAC/V |
2.4 | 1.4 | 3.8 |
30.小芳和小李做“探究串联电路规律”实验,所用实验器材包括电源(6伏)、电键、若干已知阻值的电阻、电压表、电流表和若干导线,他们先按图所示的电路图正确连接电路。通过实验探究得到串联电路电流处处相等。
①为探究串联电路电压规律,小芬打算先将电压表接在AB两端,测电阻R1两端电压U1,然后保持电压表B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测电阻R2两端的电压U2.小李觉得这样操作无法测电阻R2两端电压U2.你认为小李的判断是 (选填“正确”或“错误”),理由是
②讨论完毕后,他们按正确的方法实验,用电压表分别测出R1、R2两端的电压U1、U2,以及R1、R2两端总的电压。并多次改变R1和R2的阻值,重复上述实验,实验记录如下表所示:
序号 | R1(Ω) | R2(Ω) | U1(A) | U2(A) | U(A) |
1 | 10 | 30 | 1.5 | 4.5 | 6.0 |
2 | 20 | 20 | 3.0 | 3.0 | 6.0 |
3 | 30 | 15 | 4.0 | 2.0 | 6.0 |
4 | 40 | 10 | 4.8 | 1.2 | 6.0 |
(a) 分析比较表中最后三列的数量及相关条件,可得出的初步结论是:
(b) 进一步综合分析比较U1与U2的比值和R1与R2的比值关系,可以得到的结论是:
③为探究串联电路电阻规律,他们先将电流表串联在图所示的电路中,然后用R替换R1和R2接入AC之间,当替换前后电流表示数保持相同时,电阻R即是R1和R2的总电阻,此过程用的科学方法是 。
四.计算题(共3小题)
31.如图所示,已知电源电压为9V,电压表V1、V2规格相同,闭合开关S,电压表V1示数为6V,通过灯泡L2电流为0.5A,回答下列问题:
(1)灯泡L1和L2两端的电压各是多少?
(2)通过灯泡L1的电流是多少?电流表示数为多少?
(3)若灯泡L1灯丝烧断,则电压表V1和电压表V2的示数分别为多少?
32.如图所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则
(1)电灯L1、L2两端的电压分别为多少。
(2)请根据图甲连接好图丙的实物图。
(3)如果突然灯L2烧坏了,那么灯L1还亮吗?(灯L1没有损坏),电压表V1、V2示数怎么变化。
33.如图甲所示的电路,闭合开关后两只电压表V1和V2的指针偏转角度相同,位置如图乙所示,求L2两端电压U2。
五.解答题(共7小题)
34.李瑞同学在参加六盘水市物理实验技能大赛时,对串联电路电压规律进行了探究。
【猜想与假设】串联电路总电压等于各用电器两端电压之和。
【设计与进行实验】
①按图所示的电路图连接电路;
②闭合开关,用电压表测出L1两端的电压;
③在测L2两端的电压时,李瑞同学为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B点不动,只断开A点,并改接到C点上;
④测出AC间的电压。
(1)在拆接电路时,开关必须 ;
(2)李瑞同学用上面的方法能否测出L2两端的电压? ,为什么? ;
UAB/V | UBC/V | UAC/V |
2.4 | 1.4 | 3.75 |
(3)方法改进后,实验数据记录如上表,李瑞同学分析后得出结论:串联电路总电压不等于各用电器两端的电压之和;他的结论与猜想是否相符 ;这个实验在设计方案上还存在的不足之处是 (写出一条)。
35.小明同学对“串联电路电压规律”进行了探究
【猜想与假设】串联电路总电压可能等于各用电器两端的电压之和
【设计与进行实验】
(1)按如图所示的电路图连接电路。
(2)闭合开关,排除故障,用电压表测出L1两端的电压。
(3)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上。
(4)测出AC间的电压,得出结论。
【交流与评估】(1)在拆接电路时,开关必须 。
(2)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是 或 。
(3)小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?
答: ,为什么? 。
(4)方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在表格中:
UAB/V | UBC/V | UAC/V |
2.4 | 1.4 | 3.8 |
小明分析实验数据得出结论: 。 此实验在设计方案上存在的不足之处是 。改进方法 。
36.在探究“串联电路电压规律”时,如图是某实验小组设计的电路图,并按以下环节完成实验。
[猜想与假设]串联电路总电压等于各用器两端的电压之和
[设计与实验]
(1)按图所示的电路图连接电路;
(2)闭合开关,用电压表测出L1两端的电压;
(3)在测L2两端的电压时,甲同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上;
(4)测出AC间的电压。
[交流与评估]
(1)在连接电路时,开关必须 ;
(2)甲同学用上面的方法不能测出L2两端的电压,理由是 ;
(3)方法改进后,所测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中,分析甲同学的实验数据可以得出的结论是 。
UAB/V | UBC/V | UAC/V |
2 | 1.8 | 3.8 |
(4)这个实验在设计方案上还存在的不足之处是 ;
(5)乙同学在用电压表测电压时,电压表指针偏转角度每次均很小,这是由于 ;
A.电压表没有并联在电路中 B.“+“”﹣”接线柱接反
C.电压表量程选择太大 D.电压表量程选择太小
(6)丙同学按图示电路图连接电路,闭合开关后发现L2灯亮,L1灯不亮,电压表的示数为0,造成该现象可能的原因是 ;
(7)细心的丁同学还发现:电压较大的那个灯泡比另一个亮,且更换了不同规格的灯泡总是这样,于是他得出了“不同灯泡的亮暗和电压有关,电压高的灯泡亮,电压低的灯光暗”的结论,你认为该结论 。(选填“正确”“错误”)
37.瑞瑞同学在探究串联电路电压的规律时连接了如图所示的电路,
(1)连接电路时,开关必须 。
(2)瑞瑞同学正确连接电路后,闭合开关测出了L1两端电压。在测量L2两端电压时,为节省时间,他采用以下方法:电压表所接的b点不动,只断开a接点,并改接到c接点上。则他 (能/不能)测出L2两端的电压,原因是 。
(3)方法改进后,所测ab、bc、ac间的电压记录在下面的表格中。在测量误差允许的范围内,分析瑞瑞同学的实验数据可以得出的结论是:串联电路两端的总电压 (等于/不等于)各用电器两端电压之和。
Uab/V | Ubc/V | Uac/V |
2.4 | 1.4 | 3.75 |
(4)这个实验在设计方案上还存在的不足之处是 。
(5)瑞瑞同学在实验时还发现闭合开关后灯L2较亮,灯L1较暗,他认为是“电流从电源的正极出发,依次经过L2、L1,电流逐渐变小,所以L2较亮”。请你利用图中的L1、L2、电源、开关、导线在虚线框内设计一个电路,探究说明瑞瑞的说法是否正确。
38.如图(a)所示电路,V1、V2是两只相同的电压表。当闭合开关后。灯泡L1和L2都发光,这时两只电压表的指针偏转角度相同,均为图(b)所示,指针刚好对准刻度线位置。则:
(1)求L1和L2两端的电压;
(2)若将L1和L2改接为图(c)所示的电路,电源电压不变,闭合开关后灯泡L1和L2都发光,此时电流表A2的示数为1.5A,电流表A1的示数为1.2A,求此时通过L2的电流和L2两端的电压。
39.小刚和小丽用图所示的器材探究串联电路的电压关系:
(1)连接电路时,开关应该 。
(2)根据电路图,请用笔画线代替导线,连接图2中的实物图。
(3)小刚用电压表测量L1两端的电压时,直接选用0~3V的量程,小丽说这样不行,规范的操作方法是先用 的量程进行试触,如果试触结果不超过3V,再改用小量程测量。
(4)在测L2两端的电压时,小丽同学为了节省实验时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样做 (选填“正确”或“不正确”),将会看到的现象是 ,原因是 。
(5)同学们排除故障后继续实验,得出了下表所示的一组数据,接下来他们还应当
A.更换电压表的量程重做实验
B.改变两个小灯泡的规格重做实验
L1两端电压/V | L2两端电压/V | 串联后的总电压/V |
1.4 | 3.1 | 4.5 |
(6)小刚接下来又按正确的方法测出了L1、L2及AC间的电压分别为:U1=2.4V,U2=1.4V,UAC的示数如图3所示,可读出UAC= V.根据测量结果,在误差允许范围内你认为串联电路中用电器两端电压和电源电压的关系是 。
40.在做“探究串联电路中的电压规律”的实验时,有多个灯泡可供选择,小明把两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上,如图1所示:
(1)闭合开关后,两灯均不亮,当分别把电压表并联接在图中AB两点、BC两点及AC两点时,测得的数据是:
UAB=0,UBC=4.5V,UAC=4.5V,则故障可能是 。
(2)排除后,实验正常进行,完成第一组数据采集后,你认为他需要进行的操作顺序是 。(请按先后排序);
A.换不同型号的灯泡替换L1、L2,并连接好电路; B.断开开关; C.闭合开关
分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点,观察电压表示数,并记录数据;
(3)通过测量得到了三组实验数据如表:
实验次数 | AB间电压U1/V | BC间电压U2/V | AC间电压U3/V |
1 | 2.0 | 2.5 | 4.5 |
2 | 2.4 | 2.1 | 4.5 |
3 | 1.9 | 2.6 | 4.5 |
分析三组实验数据,可得出的结论是 。
(4)实验完成后,同组的小杨同学认为,每次操作都需要将电压表拆接至AB、BC、AC两端,太过繁琐,她认为只需进行两个简单的操作就可以了,如图2所示:
①在测L2两端的电压时,只需将电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上;
②测总电压时,只需将电压表所接的A接点不动,只断开B接点,并改接到C接点上。
小亮同学马上对她的方法给予了否定,他认为在进行操作①时,会出现 的问题,而在进行操作②时,会出现 的问题。
答案与解析
一.选择题(共15小题)
1.
【分析】用电压表判断电路故障,电压表有示数说明电压表与电源的两端相连;电压表没有示数,说明电压表与电源的两端不相连,或电压表被短路。
【解答】解:
图示电路中各元件完好,电压表有示数说明电压表与电源的两端相连;电压表没有示数,说明电压表与电源的两端不相连,或电压表被短路;
A、将电压表接在a和b之间,开关闭合时,电压表测电阻两端的电压,电压表有示数;开关断开时,整个电路断路,电压表没有示数,故A不符合题意;
B、将电压表接在c和d之间,开关闭合时,电压表测变阻器两端的电压,电压表有示数;开关断开时,整个电路断路,电压表没有示数,故B不符合题意;
C、将电压表接在a和f之间,电压表直接与电源两端相连,开关断开或闭合时,电压表都有示数,故C不符合题意;
D、将电压表接在e和f之间,开关闭合时,电压表被短路,没有示数;开关断开时,电压表与电源两端相连,电压表有示数,故D符合题意。
故选:D。
【点评】应用电压表判断电路故障,电压表无示数,可能是电压表并联部分短路或电路其它部分存在断路,电压表与电源正负极不能相连接;判断电路故障应根据电路结构结合电压表示数综合分析,作出判断。
2.
【分析】根据电压表的使用规则,电压表应与被测电路并联,正确分析电路便可得出结论。
【解答】解:由图知,三个灯泡串联,电压表与灯泡L1、L2并联,所以测量灯泡L1和L2两端的电压,故B正确。
故选:B。
【点评】此题考查了电压表的连接,解决此题的关键是分析出电压表与哪段电路并联,此题很容易分析错误。
3.
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V3测电源的电压,根据串联电路的电压特点可知电压表V3的示数。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测L1两端的电压,电压表V2测L2两端的电压,电压表V3测电源的电压,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电压表V3的示数即电源的电压为:U3=U1+U2=2.5V+3.8V=6.3V。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
4.
【分析】先分析电路图得出两灯的连接方式以及电流表和电压表的测量对象,利用欧姆定律确定电路中电流,据此确定电流表的量程;根据电源电压确定电压表的量程。
【解答】解:
由图知,两灯泡L1、L2串联,电流表测量电路中电流,电压表测量灯L1两端的电压;
而两灯的电阻相等,因此两灯泡分得的电压相同,即U1=U2=U=×3V=1.5V;
电路中的电流:I===0.3A;
所以电压表的量程应为0~3V,电流表的量程应为0~0.6A.故ACD正确、B错。
故选:B。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电流表和电压表的量程选择,属于基础题目。
5.
【分析】由图知,两灯串联,电压表分别测两灯和总电压,根据串联电路的电压特点分析解答即可。
【解答】解:
由电路图可知,两灯串联,电压表V1测L1两端电压,电压表V2测L2两端电压,电压表V测两灯的总电压(电源电压)。
串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和,即U=U1+U2.所以ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查对串联电路电压特点的认识,解题的关键是正确分析电路,明确各电压表所测的物理量。
6.
【分析】电流表的电阻很小,相当于一段导线,将电压表和电流表位置接反了,电流表直接接到电源两极上,电路就是短路。
【解答】解:
将电压表和电流表位置接反了,如图所示,此时电流表直接接到电源两极上,造成电源短路;通过电流表的电流会很大,电流表将被烧坏;由于是电源短路,没有电流通过电压表,所以,电压表不会烧坏。
故选:D。
【点评】解答本题要知道电压表和电流表的使用,电压表电阻很大,相当于断路,电流表电阻很小,相当于导线。
7.
【分析】根据电路图可知,三个灯泡串联,V1测量L1、L2两端电压,V2测量L2、L3两端电压;根据串联电路中各部分电压之和等于总电压即可求出L2两端电压。
【解答】解:∵串联电路两端电压等于各部分电压之和,
∴由U=U1+UV2可得,U1=U﹣UV2=8V﹣5V=3V;
由U=U3+UV1可得,U3=U﹣UV1=8V﹣6V=2V;
由U=U1+U2+U3可得,U2=U﹣U1﹣U3=8V﹣3V﹣2V=3V。
故选:C。
【点评】本题主要考查了串联电路的特点,关键是电压表所测电路元件的辨别。
8.
【分析】由题意,根据分压原理确定电压表的连接,根据串联电阻的规律和欧姆定律分别得出两种情况下电压表的示数表达式,比较大小。
【解答】解:当滑动变阻器R1的滑片P从a端移至c端,变阻器连入电路中的电阻变大,根据分压原理,变阻器的电压变大,由串联电路电压的规律,定值电阻的电压变小,故电压表只能并联在R1的两端;故D错误;
当滑动变阻器R1的滑片P从a端移至c端,电压表的示数从零变为6伏,当变阻器连入电路中的电阻最大时,由电阻的串联和欧姆定律,电路中的电流:
I=,根据欧姆定律,此时电压表示数:
U1=U=6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
①两边同乘以得:=3V﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
同理,当滑片移动到中点时,电压表示数:
U2=﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,因③式右边的分母比②式左边分母小,故U2>3V,故C正确,AB错误。
故选:C。
【点评】本题考查串联电路的规律和欧姆定律的运用,关键是确定电压表的连接,体现了数学知识的运用,有难度。
9.
【分析】由图分析两电路图中两个灯泡的连接方式和电表所测的电压或电流,由串联电路特点和并联电路特点和欧姆定律分析解答。
【解答】解:
AB、由左图知,两灯串联,电压表V1测L1两端电压,V2测L2两端电压,V测电源电压,
串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,则有:UV=UV1+UV1,
所以V示数大于V1示数,故A错误;
串联电路中电流处处相等,L1的电阻比L2的小,由U=IR知,V1示数小于V2示数,故B错误;
CD、由右图知,两灯并联,电流表A1测L1支路的电流,电流表A2测L2支路的电流,电流表A测干路电流,
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则有:IV=IA1+IA2,
所以A示数大于A2示数,故C错误;
并联电路中各支路两端电压都与电源电压相等,L1的电阻比L2的小,由I=可知,A1示数大于A2示数,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串联和并联电路特点以及欧姆定律的应用,解题的关键是正确分析电路的连接方式以及电表的作用。
10.
【分析】(1)在电路中,电流从电源正极流出,依次经过开关、用电器回到负极;
(2)根据电流路径,确定两灯的连接方式和电压表的测量对象;
(3)在串联电路中,电阻大的分压大,根据两个灯的电阻大小关系比较电压关系;
(4)灯被短路,电压表测量导线两端的电压,导线电阻为0,分压为0,据此得出电压表的示数。
【解答】解:
A、由图可知,电流从电源正极流出,依次经过开关S、灯L1、灯L2,回到负极,故A正确;
B、由图可知,L1与L2串联,电压表与L2并联,测L2两端的电压,故B正确;
C、L1与L2串联,电阻大的分压大,因不知道两个灯的电阻大小关系,无法比较电压关系,不能得出L2两端的电压一定比L1两端大,故C错;
D、若灯L2短路,电压表测量导线两端的电压,导线电阻为0,分压为0,电压表的示数为0,故D正确。
故选:C。
【点评】本题通过分析电路图考查电流方向、电路连接方式、电压表测量对象的确定,易错点在D选项判断,注意:导线电阻为0,不分压。
11.
【分析】(1)根据电流定义进行判断。
(2)在电源的外边电流由电源正极流向电源负极;在电源的内部电流从电源的负极流向电源的正极。
(3)电流的产生条件:一是有电压,二是通路。
(4)导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积、温度有关,跟电压和电流无关。
【解答】解:A、电荷的定向移动才能形成电流;故A错误;
B、在电源的外边电流由电源正极流向电源负极;在电源的内部电流从电源的负极流向电源的正极,故B错误;
C、导体中有电流通过时,导体两端就一定有电压,故C正确;
D、导体的电阻与材料、长度和横截面积都有关系,长度确定,其它物理量不确定,电阻大小无法比较,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了电流的形成、电流方向的规定、电路中电流的方向等,本题属于基础性习题,掌握基础知识很重要。
12.
【分析】由图知,两灯串联,两电流表都测电路中电流,电压表V1测L1两端电压,V测电源电压,由串联电路的电流和电压特点分析解答即可。
【解答】解:
由电路图知,两个灯泡串联,A、A1都测电路中电流,V1测L1两端电压,V测电源电压,
因为串联电路中电流处处相等,所以A1、A的示数相等,都为0.2A,故C错误,D正确;
串联电路中总电压等于各部分两端电压之和,即U=U1+U2,所以,V1的示数为6V,则V的示数一定大于6V,但不一定等于12 V(两灯的规格可能不同),故AB错误。
故选:D。
【点评】此题考查了对串联电路的电压、电流规律的掌握,关键是正确分析电路的连接方式和电表的作用。
13.
【分析】(1)由电路图可知,电路元件A和B串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路中的电流特点结合图象读出它们两端的电压;
(2)把它们并联接在原来的电源上时,它们的电压相等,根据图象读出通过两元件的电流,根据并联电路的电流特点求出干路电流,
【解答】解:(1)由电路图可知,电路元件A和B串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表的示数为0.2A时:
IA=IB=I=0.2A,
由图象可知,A和B两端的电压分别为:
UA=1V,UB=2V,
所以,电源的电压:
U=UA+UB=1V+2V=3V;
(2)若将A、B两元件并联接在原来的电源上,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,UA′=UB′=U′=3V,
由图象可知,通过两元件的电流分别为:
IA′=0.6A,IB′=0.6A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流:
I′=IA′+IB′=0.6A+0.6A=1.2A。
故选:A。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象读出电流对应的电压值。
14.
【分析】对生活中常见的电压值有所了解,USB接口标准电压约为5V。
【解答】解:USB接口标准电压为5V,故BCD错误,A正确;
故选:A。
【点评】了解生活中常见电压值,是解答此题的关键。
15.
【分析】由图甲知,两灯串联,电压表V1测L1两端电压,V2测电源电压,根据串联电路的特点判断两电表的量程并读数,再计算L2两端的电压。
【解答】解:
由图甲知,两灯泡串联,电压表V1测灯泡L1两端的电压,电压表V2测电源两端电压;
由题知,两个电压表指针所指位置相同,而电源电压等于两灯电压之和,所以:
V1使用的是0~3V量程,分度值是0.1V,电压表示数UV1=1.2V;
V2使用的是0~15V量程,分度值是0.5V,电压表示数UV2=6V;
即总电压U=UV2=6V,
灯L2两端的电压U2=U﹣UV1=6V﹣1.2V=4.8V。
故选:B。
【点评】本题考查了电路结构分析、电压表读数、串联电路特点,对电压表读数时,要先确定电压表量程、最小分度值,然后根据指针位置读数,读数时视线应与刻度线垂直。
二.填空题(共6小题)
16.
【分析】电压表的读数方法:首先确定量程,然后分清分度值,根据指针位置读数。
【解答】解:
由图知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表示数是2.2V。
故答案为:2.2。
【点评】本题考查了电压表的读数方法,会认清电压表的量程和分度值。
17.
【分析】并联电路电压相等,串联电路总电压等于各用电器电压之和,据此分析答题。
【解答】解:
一节干电池的电压是1.5V,三节干电池串联起来的总电压为1.5V×3=4.5V;
三节干电池并联起来的总电压等于每节干电池的电压1.5V。
故答案为:4.5;1.5。
【点评】本题考查了电池并联与串联时的电压,难度不大,熟练应用串并联电路的特点即可正确解题。
18.
【分析】从图可知,灯L1和L2串联,a接b时,电压表与灯L1和L2并联,测量的是灯L1和L2两端的电压,即为电源电压,a接c时,电压表测量的是灯L1两端的电压U1,则已知灯L1两端电压,可利用串联电路中电压的特点求出灯L2两端电压。
【解答】解:a接b时,电压表测量的是电源电压为:U=6V,
a接c时,电压表测量灯L1两端电压为:U1=4.5V,
据串联电路中电压的规律可知,灯L2两端电压为:U2=U﹣U1=6V﹣4.5V=1.5V。
故答案为:1.5。
【点评】本题考查了串联电路电压的特点,以及电压表测量的是哪一个用电器两端的电压,此为易错点,需要让学生明确,电压表与哪一用电器并联测量的就是哪一用电器两端的电压。
19.
【分析】两电压表指针位置相同,根据串联电路的电压特点确定电压表表的量程,并读出其示数的大小,从而得到两灯电压。
【解答】解:
由电路图可知:灯泡L1、L2串联,电压表V1测的是电源电压,电压表V2测灯泡L2两端的电压;
两电压表指针位置相同,根据串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和,电压表V1的示数应大于V2的示数,所以它们的量程不同,
电压表V1的量程是0~15V,由图b知它的示数UV1=7V;电压表V2的量程是0~3V,由图知它的读数UV2=1.4V,即灯泡L2两端的电压U2=UV2=1.4V;
所以灯泡L1两端的电压U1=UV1﹣UV2=7V﹣1.4V=5.6V。
故答案为:5.6。
【点评】本题考查了电压表的读数和串联电路的特点,分清电路的连接方式和电压表量程的判读是解决本题的关键。
20.
【分析】根据二极管具有单向导电性做出判断;
根据串联电路的电压规律分析电压表的读数变化。
【解答】解:
(1)如图所示,把二极管与小灯泡串联,当闭合开关时灯正常发光,二极管中的电流方向为从右端流向左端;把电源两极对调,再闭合开关,因二极管具有单向导电性,所以此时二极管不发光,灯泡L也不会发光;
(2)把二极管与小灯泡串联,当闭合开关时灯正常发光,这时电压表读数为U1,此时电压表测量二极管两端电压;
把开关断开,把电源两极对调,再闭合开关,此时电路相当于断路,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压(其读数为U2),故U1小于U2。
故答案为:不发光;小于。
【点评】此题考查串联电路的电压规律和二极管具有单向导电性,明确两种情况下电压表的测量对象是解答最后一空的关键。
21.
【分析】(1)由电路图可知,两灯泡串联,电压表测灯泡L2两端的电压;根据一节干电池的电压为1.5V求出电源的电压,根据串联电路的电压特点求出L1两端的电压。
(2)电压表在使用时,要求电流要从正接线柱流入,从负接线柱流出;
【解答】解:如图所示,若开关闭合,电压表测量的是L1两端的电压,故电压表的示数为2v,所以L1两端的电压是2V;
电源的电压U=4×1.5V=6V;
因为串联电路的总电压等于各分电压之和
所以电压表测L2两端的电压,L1两端的电压U1=U﹣U2=6V﹣2V=4V。
若在某次测量中这位同学觉得要测L2两端的电压,直接将a点的导线接到b点,此时电压表的正负接线柱接接反了,所以不能测出电压;
故答案为:2V;4V;正负接线柱接反了。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点,关键是知道一节干电池的电压为1.5V和电压表所测电路原件的判断。
三.实验探究题(共9小题)
22.
【分析】(1)使用电压表前应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;
(2)两灯泡串联,电压表测灯泡L1两端的电压,闭合开关S后,两个电灯都不亮,说明是断路,而电压表没有读数说明L2没有连到电源,故在L2处断路;
(3)分析表中实验数据,根据实验数据得出实验结论。
(4)为得出普遍结论,应使用不同规格的实验器材进行多次实验,测出多组实验数据。
(5)根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表正负接线柱接反了;
【解答】解:
(1)由图知,连接电路前,在检查实验器材时发现电压表指针没有指在零刻度线上,则应对电压表进行调零,使指针指在零刻度线上;
(2)由电路图知,两灯泡串联,电压表测灯泡L1两端的电压;
闭合开关S后,电压表示数为零,且只有L1或L2中的一处发生故障;若灯L1、L2均不亮,说明电路发生断路,而电压表没有示数,说明电压表的两端不能与电源连通,则是L2断路;若L2亮、L1不亮,而电压表没有示数,则可能是灯L1短路;
(3)由表中实验数据可知,串联电路的总电压等于各部分电路电压之和。
(4)由实验数据可知,各部分电路两端电压相等,该结论是错误的,造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验;
由实验数据可知,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应改变灯泡的规格进行多次实验或改变电源电压进行多次实验;
(5)为了节省时间,利用原来的电路图,在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并把接线改接到C接点上,这样做不能测出L2两端的电压,因为根据电路图分析可以看出,直接改接一端连线,会造成电压表的正负接线柱接反了;
故答案为:(1)对电压表进行调零;(2)L2断路(或L1短路);(3)等于;(4)选用相同规格的灯泡做实验;只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性;(5)不能;电压表的正负接线柱接反了。
【点评】此题为探究串联电路中的电压规律实验,考查电压表的正确使用以及串联电路的电压特点,还考查了学生对实验数据的处理能力和分析、归纳、总结能力。
23.
【分析】(1)电压表在使用过程中与用电器并联,电压表确定其量程与分度值,读出其示数;
(2)影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积、温度;
(3)开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多。
【解答】解:(1)电压表接在CD两点,与灯泡L1并联,测量灯泡L1的电压;
闭合开关,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,则电压表的示数1.7V;
(2)在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,故为了能更明显地观察到导线分压的现象,需要选用较细的导线使导线的电阻大,分压多;
(3)有必要,开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多,故有必要测量开关两端的电压。
故答案为:(1)L1;1.7;(2)细;在长度和材料相同时,横截面积越小电阻越大,分压大,更容易观察到实验现象;(3)有必要,开关容易接触不良,造成电阻变大,分压增多。
【点评】本题考查了电压表的使用和读数、影响电阻大小的因素以及探究影响“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的原因等知识,其中(3)有一定的难度。
24.
【分析】(1)根据电路图判定导线的条数;为了使探究得出的结论具有普遍意义,应该选取不同的小灯泡进行实验;
(2)电压表示数为零,说明电路中出现了断路;
(3)电压表连接时电流从正接线柱流入;
(4)只进行了一次实验就得出结论,不具有普遍性;为了使实验结论具有普遍性,应进行多次测量。
【解答】解;(1)由电路图可知,共需要导线6根导线;为了避免实验的偶然性,使探究得出的结论具有普遍意义,应该选取不同的小灯泡进行实验;
(2)电压表示数为零,说明电路中出现了断路;若L1断路,则电压表测量的电源电压,有示数;若L2断路,则电压表无示数;
(3)测出L1两端的电压,A与电压表的正接线柱相连。小聪将与A点相连的导线改接到C点,则会造成电流从负接线柱流入了。小芳的办法是错误的;
(4)本实验只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律,故应更换规格不同的灯泡进行多次实验。
故答案为:(1)6;不同;(2)L2断路;(3)不能;正负接线柱反接了;(4)一次实验具有偶然性;更换规格不同的灯泡进行多次实验。
【点评】本题主要是探究串联电路电压的规律,掌握电路故障的分析电压表的使用及得出普遍性结论的方法,难度中等。
25.
【分析】(1)用电表测量并联电路两端的电压,并找出的规律是:各支路两端的电压相等;
(2)分析电路连接,根据电阻的并联规律分析;根据欧姆定律和串联电路电压的规律分析;
(3)如图4所示的测定r的电路中,当只闭合S1时,R1与r的串联,电流表示数I1为0.5A;只闭合S2时,R2与r的串联,电流表示数I2为0.2A.两次电路中电源的电压不变,再根据串联电路的电压特点,即可求出电源的内电阻r。
【解答】解:(1)用电压表测得L1、L2两端电压U1、U2均为2.6V,故根据他们的实验数据,可以得出结论:并联电路中,各支路两端的电压相等;
(2)图1所示电路可等效为图3所示电路,此时两灯并联后,如果断开图1中的S2,为L1的简单电路,根据并联电阻的规律,电路中电池以外的电阻等效成一个电阻R外将变大,根据欧姆定律,电路中电流变小,根据欧姆定U=IR,电池组内部有电阻r的电压变小,根据串联电路电压的规律,U外将变大;
(3)如图4所示的测定r的电路中,当只闭合S1时,R1与r的串联;
则:U=I1(R1+r);
即:U=0.5A(5Ω+r)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
只闭合S2时,R2与r的串联,电流表示数I2为0.2A,
则:U=I2(R2+r);
即:U=0.2A(14Ω+r)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;。
解①、②组成的方程组可得:r=1Ω
答:电池组内部有电阻r为1Ω
故答案为:(1)相等;
(2)变大;变大;
(3)1Ω。
【点评】本题综合考查学生设计电路的能力、分析电路的能力以及电阻的计算和欧姆定律的变形公式的应用情况;本题的难点是应用数学知识需解方程组,充分考查了学生综合知识的掌握情况。
26.
【分析】(1)当水果电池可以作为电源时,接上电流表或电压表,其指针都会发生偏转,故据此能判断该电池是否有电压或是否能产生电流;
(2)①对于水果电池在工作时,消耗化学能,产生电能,故据此能判断能量的转化过程;
②分别分析第二、三、四栏数据,极板材料相同、水果种类不同,电压不同;分别分析第一、二、三、四行数据,极板材料不同、水果种类相同,电压不同;据此得出结论。
(3)①串联电池组的总电压等于各节电池电压值之和;
②电流通过导体将电能转化为内能;
③根据表中数据得出结论。
【解答】解:
(1)当水果电池可以作为电源时,接上电压表,其指针会发生偏转,故据此能判断该电池是否有电压,当电压表正向偏转时,与电压表正接线柱相连的是正极,而灯泡和电阻不能判断出电池的正负极,故B正确;
故选B;
(2)①水果电池在工作时,消耗化学能,产生电能,故是将化学能转化为电能的过程。
②分别分析第二、三、四栏数据,极板材料相同、水果种类不同,可见“水果电池”的电压与水果种类有关;分别分析第一、二、三、四行数据,极板材料不同、水果种类相同,电压不同;可见“水果电池”的电压与极板材料有关;由此可得:“水果电池”电压与水果种类和极板材料有关。
(3)①多串联电池组的总电压等于各节电池电压值之和,故插几组钉子相当于多几节电池串联,电压越高,效果会比较明显;
②通电后的钢丝绒会加盟电能转化为内能,使纸片着火,故是因为电流的热效应;
③在选择柠檬电池的两极材料时,铜﹣锌间的电压最高,最好选择上表中铜﹣锌一组极板材料制成的钉子。
故答案为:(1)B;(2)①化学;②水果种类;极板材料;①串;②热;③铜﹣锌。
【点评】本题考查了水果电池的能量转化及其电压大小有什么有关,分析时注意利用好控制变量法。
27.
【分析】(1)依次将开关、灯泡L1、L2串联进电路,因两灯泡的总电压为4.5,故电压表选小量程且与L1并联;
(2)因为电源电压大于3V,在测量电压前,应先用15V量程,测一下L1两端电压,若电压小于3V,再用3V量程;
(3)用电压表测电压时,电压表要与被测电路并联且电压表正负接线柱不要接反,据此分析答题;
(4)为了使实验结论更具普遍性,应选用不同规格的灯泡多测几组数据;
(5)先判断电压表的量程和分度值,而后读出示数即可;
串联电路的电压规律:串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和。
【解答】解:(1)两灯泡、开关、电源组成串联电路,电压表并联在L1灯泡两端,且由于电源电压是三节干电池,所以电源电压是4,5V,故电压表应选择小量程,电路图如图所示;
(2)电流表和电压表在使用时,如不能估计测量值的大小,应采用试触法选择合适量程,即先选用0~15V的量程试测,如果示数小于3V,再改用0~3V量程测量。
(3)当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压;
(4)为得到普遍性的规律,应选用不同规格的小灯泡多测几组数据进行分析,A错误,B正确;
(5)根据电路图可知,电压表是大量程,分度值是0.5A,故此时的示数是4V;
在误差允许范围内串联电路中用电器两端电压之和与电源电压相等,即UAC=U1+U2.根据测量结果,在误差允许范围内你认为串联电路中用电器两端电压和电源电压的关系是不相等。
故答案为:(1)如上图;(2)大量程;(3)不正确;电压表的正负接线柱接反了;(4)B;(5)4;不相等。
【点评】本题是一道实验题,做此题时要围绕串联电路的电压规律去分析解答,需要注意的是在电学实验中,连接电路时开关都必须是断开;对电表读数时,要先确定其量程与分度值,然后再读数。
28.
【分析】(1)接好电路闭合开关关,要求把滑动变阻器调到阻值最大的位置,目的是保护电路;
(2)a、灯不亮说明灯泡短路或某处断路,电压表有示数,说明电压表和电源连接的部分电路无断路;为进一步判断故障,可以将电压表并联在滑动变阻两端,根据电压表示数情况判断故障原因。
b、据滑片的移动方向,判断出电阻的变化关系,进而判断出电流关系即可;
c、为了得出普遍规律,实验中要换用不同规格的用电器多次测量,小明实验中,定值电阻和小灯泡的阻值相同,容易得出串联电路各用电器电压相等的错误结论。实验中要求所选器材规格不同,这样得到的结论具有一般性。
【解答】解:(1)实验中,开关闭合之前,要移动滑动变阻器的滑片,将滑动变阻器调到最大阻值处,即最右端;
(2)a、由图可见,电压表与定值电阻R0并联,灯泡不亮,电压表有读数,说明灯泡L短路或R0断路;为进一步确定故障,应将电压表接在L两端并观察电压表有无示数,如电压表有示数说明是灯泡L短路,如电压表无示数说明是电阻R0断路;
b、实验过程中,滑片P向左移动过程中,电阻变小,故电流变大,灯泡变亮;
c、小明的结论中“串联电路中各个电阻两端的电压相等”是不合理的,只有串联两个电阻的阻值相等时,才会得出这个结论,因此只是特殊情况,不是普遍规律;应该像小芳那样,采用不同阻值的电阻进行实验,这样得出的结论才具有普遍性。
故答案为:(1)右;(2)a、灯泡L短路或R0断路;L;b、变亮;c、小芳;采用不同阻值的电阻进行实验,这样得出的结论才具有普遍性。
【点评】此题考查了实验操作的注意事项、故障分析等内容,解题时要围绕串联电路的电压规律去分析得出结论,需要注意的是在电学实验中,连接电路时开关都必须是断开的;实验中既要选择不同规格的用电器又要选择阻值不同的用电器,发现共同点,这样得出的结论才具有普遍性,才有说服力。
29.
【分析】(1)使用电压表时,为减小误差,需选择合适的量程;
(2)电压表连接时电流从正接线柱流入,从负接线柱流出;
(3)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多。
【解答】解:(1)根据图乙电压表所示情况可知,电压表指针偏转角度太小,误差过大,所以接下来需要断开开关,换用电压表较小量程(0﹣3V)重新做实验;
(2)测出L1两端的电压,A与电压表的负接线柱相连。小聪将与A点相连的导线改接到C点,则会造成电流从负接线柱流入了,即电压表正负接线柱接反了,小聪的办法是错误的;
(3)只根据一次实验数据得出的结论有偶然性,为得出普遍性的结论要换用不同规格的灯泡多次测量。
故答案为:
(1)断开开关,换用电压表较小量程(0﹣3V)重新做实验;
(2)不正确;电压表正负接线柱接反了;
(3)实验次数太少,结论有偶然性。
【点评】本题探究串联电路的电压关系,考查电压表的使用、归纳法的运用等知识。
30.
【分析】①用电压表测电压时,电流应从电压表正接线柱流入,从负接线柱流出;
②(a) 分析比较表中最后三列的数量及相关条件得出初步结论;
(b) 分析比较U1与U2的比值和R1与R2的比值关系得出结论;
③等效替代法是在保证某种效果相同的前提下,将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法。等效替代法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
【解答】解:
①已测出电阻R1两端电压U1,则与A点相连的为电压表的正接线柱,与B点相连的为电压表的负接线柱,然后保持电压表B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,则电流从电压表的负接线柱流入了,即电压表的正负接线柱接反了,所以无法测出电阻R2两端的电压U2,小李的判断是正确的;
②(a) 分析比较表中最后三列的数据有:
1.5V+4.5V=6.0V,3.0V+3.0V=6.0V,
4.0V+2.0V=6.0V,4.8V+1.2V=6.0V,
由相关条件,可得出的初步结论是:串联电路的总电压等于各串联电阻两端的电压之和;
(b) 进一步综合分析比较U1与U2的比值和R1与R2的比值关系有:
=,﹣﹣﹣﹣﹣﹣=,
故可以得到的结论是:串联电路中电压之比等于电阻之比;
③为探究串联电路电阻规律,他们先将电流表串联在图所示的电路中,然后用R替换R1和R2接入AC之间,当替换前后电流表示数保持相同时,即效果相同,电阻R即是R1和R2的总电阻,此过程用的科学方法是等效替代法。
故答案为:①正确;电压表的正负接线柱接反了;
②串联电路的总电压等于各串联电阻两端的电压之和;串联电路中电压之比等于电阻之比;
③等效替代法。
【点评】本题探究串联电路规律,考查电压表的使用、数据分析及等效替代法的运用。
四.计算题(共3小题)
31.
【分析】(1)由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测灯泡L1两端的电压,电压表V2测灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点和电压表的示数求出灯泡L1和L2两端的电压;
(2)串联电路中电流处处相等;
(3)若灯泡L1灯丝烧断,此时V2与L2并联后再与V1串联,由并联电路的电阻规律和串联分压规律,可知两电压表的示数。
【解答】解:
(1)据图可知,由于电压表相当于断路,所以该电路只有一条电流的路径,即L1、L2是串联的;
据图可知,电压表V1并联在L1两端,所以测量的是L1两端电压,则灯泡L1两端的电压U1=6V;
V2并联在L2两端,所以测量的是L2两端电压;
根据串联电路的电压特点可知,L2两端的电压U2=U﹣U1=9V﹣6V=3V;
(2)L1、L2是串联的,已知通过灯泡L2电流为0.5A,
根据串联电路中电流处处相等可知,通过灯泡L1的电流是0.5A,电流表示数为0.5A;
(3)若灯泡L1灯丝烧断,此时V2与L2并联后再与V1串联,
V2与L2并联,由并联电路电阻的规律可知,并联部分的总电阻比L2的电阻还小,而V1的电阻比并联部分的总电阻大得多,则并联部分分得的电压几乎为0,电压表V1分得的电压接近于电源电压,即电压表V1的示数为9V,电压表V2的示数为0V。
答:(1)灯泡L1的电压为6V;L2两端的电压是3V;
(2)通过灯泡L1的电流是0.5A,电流表示数为0.5A;
(3)若灯泡L1灯丝烧断,则电压表V1的示数为9V,电压表V2的示数为0V。
【点评】本题考查了并联电路的电压特点的应用,关键是电路串并联的不变和电压表所测电路元件的判断。
32.
【分析】(1)分析电路结构,明确V1、V2所测电压,根据电路特点确定两个电压表的量程,然后读出电压表的读数,根据串并联电路的规律特点,求出电灯L1和L2两端的电压。
(2)根据电路图连接实物即可,注意电表量程。
(3)L2烧坏后,电压表V2被串联入电路中,由此分析解答。
【解答】解:
(1)由电路图可知,灯泡L1、L2串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端的电压;
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表V1的示数应大于V2的示数,而两个电压表指针偏转均如图乙,
则电压表V1的量程是0~15V,分度值为0.5V,其示数为6V,即电源电压U=6V;
电压表V2的量程是0~3V,分度值为0.1V,示数为1.2V,即L1两端的电压U1=1.2V;
由串联电路的特点可知L2两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣1.2V=4.8V。
(2)将L2、L1和开关S依次串联后接到电源上,再把V1并联在电源正极和开关S的两端,电压表V2并联在L1两端,同时需要注意两个电压表的量程,如图所示:
(3)由电路图可知,如果突然灯L2烧坏了,电路断路,L1不亮,电压表V2无示数,所以其示数变小;V1仍测电源电压,即其示数不变。
故答案为:(1)电灯L1、L2两端的电压分别为1.2V和4.8V;
(2)见上图;
(3)L1不亮;电压表V1示数不变,V2示数变小。
【点评】本题考查了串联电路电压特点、电压表读数、实物电路的连接等,关键是正确分析电路的连接方式和明确电压表作用。
33.
【分析】由图甲所示电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端电压;
根据电压表所测电路电压与指针偏转情况确定两电压表量程,读出其示数,然后求出两灯泡两端电压;
【解答】解:
由图甲所示电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端电压;
串联电路总电压大于部分电路电压,由图乙所示电压表可知,两电压表指针位置相同,
则电压表V1的量程为0~15V,示数为8.5V,电压表V2的量程为0~3V,示数为1.7V;
则灯L1两端两端电压为1.7V,灯L2两端电压:
U1=U﹣U2=8.5V﹣1.7V=6.8V;
答:L2两端电压U2是6.8V;
【点评】知道串联电路电压的规律,并能正确的读出电压表的示数是解决该题的关键。
五.解答题(共7小题)
34.
【分析】(1)连接电路时,开关必须要断开,断开的目的是为了保护电路,以防止由于接错出现短路烧坏电源;
(2)电压表要准确的测量用电器两端的电压,必须严格按照电压表的使用规则进行操作,所以判断李瑞同学能不能用此方法测出L2两端的电压,就看电压表此时是否与L2并联,正负接线柱的接法是否正确;
(3)将AB间电压与BC间电压相加,即可判断出是否与AC间电压相等。通过实验获得结论,一般都要多做几次实验,多做几次实验,就可以多获几组数据,从而可以对数据进行归纳分析,以此获得结论。
【解答】解:(1)在拆接电路时,开关必须断开;
(2)当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压;
(3)由表中数据可知:UAB+UBC=3.8V,这与UAC间电压不相等,所以他的结论与猜想不相符。
不足之处是:他只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律。
故答案为:(1)断开;(2)电压表正负接线柱接反了;
(3)他只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律
【点评】本题是一道实验题,做此题时要围绕串联电路的电压规律去分析解答。需要注意的是在电学实验中,连接电路时开关都必须是断开的。
35.
【分析】(1)电路的连接过程中,开关必须断开;
(2)电路出现故障的原因:不是断路就是短路;
(3)电压表接入电路中,正负接线柱要连接正确,正接线柱要接在电源正极一端;
(4)实验一次就得出结论具有偶然性。
【解答】解:(1)在拆接电路时,开关必须断开。
(2)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是L1短路或L2断路。
(3)小明用上面的方法不能测出L2两端的电压;在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上;这样正负接线柱接反了,指针反偏,测不出电压值。
(4)分析数据得出结论:串联电路中,总电压等于各个用电器两端的电压之和。
不足之处:实验一次就得出结论具有偶然性,应当多测几次,再得结论。
故答案为:
(1)断开;
(2)L1短路;L2断路;
(3)不能,电压表的指针会反向偏转;
(4)串联电路中,总电压等于各个用电器两端的电压之和; 实验次数太少存在偶然性;多次实验再得出结论。
【点评】本题考查的内容贴近课本,只要平时做好“探究串联电路中电压的关系”的实验,解答不难。另外还考查了电压表的使用,也是比较基本的。
36.
【分析】(1)为保护电路,在连接电路过程中,电路必须处于断路状态;
(2)使用电压表测量导体两端电压时,必须使电流从“+”接线柱流入,从“﹣”接线柱流出,否则指针会倒转;
(3)根据实验数据总结实验结论,需要对测量数据大小进行比较,找出其中的等量关系;
(4)实验设计的不足从误差是否特别大、实验结论是否全面、客观两方面考虑;
(5)实验时电表应选择合适的量程,量程太小,可能会损坏电表,量程太大,电表指针偏角太小,读出误差较大;
(6)在用电压表判断电路故障时:
当电压表示数为零时,电压表所测范围之内出现短路,或者所测范围之外出现断路;
当电压表示数较大(或等于电源电压)时,电压表所测范围之外出现短路,或者所测范围之内出现断路;
(7)灯泡亮度是由灯泡的电功率决定的,应用串联电路特点与电功率公式分析答题。
【解答】解:
(1)在连接电路的过程中,开关必须断开;
(2)由电路图知,当电压表测量L1两端电压时,电流从B端流入电压表,从A端流出,也就是B端对应的是电压表的“+”接线柱。如果将A端连接在C点时,电流就从“﹣”接线柱流入电压表,引起指针倒转;
(3)由表中数据可知:UAB+UBC=3.8V,这与UAC间电压相等,所以得出的结论为:串联电路两端的电压等于各用电器两端电压之和;
(4)仅从一次实验就得出结论,带有偶然性,甚至得出错误结论;
(5)A、如果电压表没有并联而串联在电路中,电压表示数会较大,指针偏角较大,故A错误;
B、“+”、“﹣”接线柱接反,电压表指针将反向偏转,故B错误;
C、电压表量程选择太大,电表指针偏角很小,故C正确;
D、电压表量程选择太小,指针将会超出量程,故D错误;故选C;
(6)由题意可知,闭合开关后发现L2灯亮,L1灯不亮,电压表无示数,故说明可能L1短路(或电压表短路);
(7)两灯泡串联,通过它们的电流I相等,由P=UI可知,灯泡电压越大,灯泡实际功率越大,灯泡越亮,灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,不是由电压决定的,因此小明的结论是错误的。
故答案为:(1)断开;(2)电压表正负接线柱接反了;(3)串联电路两端的电压等于各用电器两端电压之和;(4)实验次数太少;(5)C;(6)可能L1短路(或电压表短路);(7)错误。
【点评】本题考查电路连接、电表使用、故意分析、归纳结论等综合性强。做此题时要围绕串联电路的电压规律去分析解答,需要注意的是,在串联电路中一个开关就可以控制所有用电器。
37.
【分析】(1)为了防止短路的发生,在连接和拆除电路时,开关应是断开的。
(2)用电压表测电压时,电压表要与被测电路并联且电压表正负接线柱不要接反。
(3)将ab间电压与bc间电压相加,即可判断出是否与ac间电压相等。
(4)通过实验获得结论,一般都要多做几次实验,多做几次实验,就可以多获几组数据,从而可以对数据进行归纳分析,以此获得结论。
(5)决定灯泡亮暗程度的是灯泡的实际功率,实际功率大则灯亮,实际功率小则灯暗,此题可用串联电路的电流处处相等的结论来反驳瑞瑞同学的结论。
【解答】解:(1)为了保护电路,在连接电路过程中,开关必须断开;在拆除电路时,一般应先断开开关,然后拆除电源两极的导线以及其他导线。
(2)当电压表b点不动,只断开a点,并改接到c点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压。
(3)由表中数据可知:Uab+Ubc=3.8V,这与Uac间电压不相等,但在测量误差允许的范围内,可以说串联电路两端的总电压各用电器两端电压之和。
(4)不足之处是:他只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出正确规律。
(5)瑞瑞同学认为“电流从电源正极出发,经过灯L2、灯L1,电流逐渐变小,所以灯L2较亮,灯L1较暗”,我们可以交换一下这两个灯的位置,让电流先经过灯L1,后经过灯L2,观察两个灯泡的亮度情况;所设计的实验电路图如下:
故答案为:(1)断开;
(2)不能;电压表指针会反向偏转;
(3)等于;
(4)实验次数太少,结论不具有普遍性
(5)如上图。
【点评】本题是对串联电路中电压规律的实验进行探究,对实验的评估常从两方面考虑,一是只做一次实验具有偶然性;二是选择相同的器材料实验具有特殊性。
38.
【分析】(1)由图a所示电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端电压;
根据电压表所测电路电压与指针偏转情况确定两电压表量程,读出其示数,然后求出两灯泡两端电压;
(2)由图c所示电路可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路电流,电流表A2测干路电流,由并联电路特点求出通过灯泡的电流、求出灯泡两端电压。
【解答】解:(1)由图a所示电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测L1两端电压;
串联电路总电压大于部分电路电压,由图b所示电压表可知,两电压表指针位置相同,
则电压表V1的量程为0~15V,示数为6V,电压表V2的量程为0~3V,示数为1.2V;
则灯L1两端两端电压为1.2V,灯L2两端电压U2=U﹣U1=6V﹣1.2V=4.8V;
(2)由图c所示电路可知,两灯泡并联,电流表A1测L1支路电流,电流表A2测干路电流,
通过L2的电流:I2=I﹣I1=1.5A﹣1.2A=0.3A,灯L2并联在电源两端,电源电压为6V,则L2两端电压为你6V。
答:(1)L1两端电压为1.2V,L2两端的电压为4.8V;
(2)通过L2的电流为0.3A,L2两端的电压为6V。
【点评】本题考查了求电压与电流问题,分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键,应用串并联电路特点、掌握电表的读数方法即可正确解题。
39.
【分析】(1)连接电路时应断开开关;
(2)根据电路图将实物图连接完整;
(3)实验中应先用大量程试触,然后确定合适的量程;
(4)使用电压表时,要注意电流从正接线柱流入,负接线柱流出,否则指针会反转;
(5)为了使实验结论更具普遍性,应选用不同规格的灯泡多测几组数据;
(6)先判断电压表的量程和分度值,而后读出示数即可;
串联电路的电压规律:串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和。
【解答】解:(1)连接电路时,为了保护电路,开关必须处于断开状态;
(2)由电路图可知,两灯泡串联,电压表与灯L1并联,如图所示:
;
(3)用电压表测量L1两端的电压时,由于不知道被测电压的大小,不能直接选用0~3V的量程,规范的操作方法是先用0~15V的量程进行试触,如果试触结果不超过3V,再改用小量程测量。
(4)当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压;
(5)为得到普遍性的规律,应选用不同规格的小灯泡多测几组数据进行分析,A错误,B正确;
(6)根据电路图可知,电压表是大量程,分度值是0.5A,故此时的示数是4V,在误差允许范围内串联电路中用电器两端电压之和与电源电压相等,即UAC=U1+U2。
故答案为:(1)断开;(2)见上图;(3)0~15V;(4)不正确;指针反转;电压表的正负接线柱接反;(5)B;(6)4;UAC=U1+U2。
【点评】本题是一道实验题,做此题时要围绕串联电路的电压规律去分析解答,需要注意的是在电学实验中,连接电路时开关都必须是断开;对电表读数时,要先确定其量程与分度值,然后再读数。
40.
【分析】(1)闭合开关灯泡不亮,原因有两个:断路或短路。已知两灯串联都不亮,所以不可能是一灯短路,只能是断路。
(2)分析表中实验数据,根据实验数据得出实验结论;为使实验结论具有普遍性,应进行多次实验,测出多组实验数据,然后分析实验数据,得出结论。
(3)分析AB、BC、AC间电压的关系得出结论;
(4)用电压表测电压时,选择合适的量程、电压表要与被测电路并联且电压表正负接线柱不要接反,据此分析答题。
【解答】解:(1)已知两灯串联都不亮,所以不可能是一灯短路,只能是断路;
如果灯泡L1正常,灯泡L2开路,电压表相当于测量的电源电压,所以有UAB=0,UBC=4.5V,UAC=4.5V;
综上所述可知导致该现象的原因是:灯泡L2断路;
(2)为得出普遍结论,应进行多次实验,完成第一组测量后,接下来的操作应该是:B、断开开关;
A、换不同型号的灯泡替换L1、L2,并连接好电路;
C、闭合开关,观察电流表示数,并记录数据;即实验步骤是:BAC。
(3)由表中数据可知,U3=U1+U2,故可得结论:串联电路中总电压等于各部分电压之和;
(4)①当电压表B点不动,只断开A点,并改接到C点上时,虽然电压表此时与L2并联,但电压表的正负接线柱却是反的,闭合开关后,指针会反向偏转,所以不能测出L2两端的电压;
②由表格数据可知,AB间电压U1小于3V,电压表选0~3V的量程;电源的电压为4.5V,选0~15V的量程;将电压表所接的A接点不动,只断开B接点,并改接到C接点上时,虽然电压表测电源的电压,但已超出量程,指针会偏到右侧无刻度处。
故答案为:(1)灯泡L2断路;
(2)BAC;
(3)串联电路中,总电压等于各部分电路两端的电压之和;
(4)指针反偏;指针偏到表盘右侧无刻度处。
【点评】本题考查了电路故障的判断和电压表的正确使用等,重点考查了学生利用所学知识解决问题的能力,对学生的能力要求较高。
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