沪科版13.5测量电压(学案)

第五节第五节 测量电压测量电压 一 课前知识准备一 课前知识准备 1 电压是形成 的原因 电源的使导体的两端产生 是提供 的装置 一节干电池的电压为 V 答案 电流 电压 电压 1 5 2 电压表和电流表使用方法异同的比较 1 共同点 2 不同点 答案 1 使电流从 接线柱流人 从 一 接线柱流出 不能超过量程 2 电流表 要串联在被测电路中 而电压表要并联在被测电路中 电流表不允许直接连到电源两极上 而电压表能直接连到电源两极上测电源电压 二 名师解读点拨二 名师解读点拨 知识点知识点 1 1 电压 电压 电源的作用是给电路 电压的作用是迫使电路中的 电压用符 号 表示 答案 提供电压 自由电荷发生定向移动形成电流 U 辨析 电压和电源的作用 电压是形成电流的原因 导体中有大量自由电荷 它们朝着各个方向不断地做杂乱无章的无规则运动 因此从客 观上看 导体中没有电流 在电压的推动作用下 导体中各处的自由电荷几乎同时定向移 动 在整个电路中同时形成了电流 电压是使电路中自由电荷发生定向移动形成电流的原 因 电源的作用是提供电压 电源是电路中提供电压的装置 电源在工作中使电源的正极不断聚积正电荷 电源负极 不断聚积负电荷 从而在电源两极间产生了电压 从能量的转化来看 电源是把其他形式 的能量转化为电能的装置 明确 电压的单位是伏特 V 1kV 103 V 106 mV 109 uV 一节干电池 1 5V 一节铅蓄电池 2V 安全电压 不高于 36V 家庭照明电压 220V 工业电压 380V 易错点 有电压就有电流 正确的应是有电压不一定有电流 如电源两端有电压 若 没有接在电路中形成闭合回路 就不会形成电流 某段电路中有电流时 这段电路两端一 定有电压 而有电压不一定有电流 知识点知识点 2 2 电压表 电压表 电压表是测量 大小的仪表 它在电路中的符号为 如果电压表正 负接 线柱接反了 会出现 如果被测电压超过了电压表的量程会出 现 如果事先不能估计被测电压的大小 应怎样选择量程 答案 电压 指针会反向偏转 指针会超出刻度盘上的刻度线 电压表的指针可 能会被打弯甚至损坏电表 在事先不能估计被测电压的情况下 可以用 试触 的办法来 选择量程 连接好电路后 在合上开关时轻轻接触一下就断开 同时观察电压表指针的偏 转情况 如偏转过大 指针超出了表盘刻度线 则电压表量程太小 应换用较大量程 如 果电压指针的偏转角度太小 则电压表量程太大 应换用小量程 说明 试触 的方法在电学中很重要 利用试触的方法不仅可以选择电压表的量程 还可以判断电源的正负极 判断电压表正 负接线柱连接是否正确 明确 电压表的正确使用 要把电压表并联在电路中 要使电流正进负出 要使被测电压不超过电压表的量程 要做到 四会 即 会接 会选 会试 会读 会接是指正确按电压表的 使用规则使用电压表 会选是指为提高读数的精确程度 选量程时尽可能使指针偏转角 度大一些 如不能预先估计电压值的大小 应选大量程 会试是指电路接完后 在正式 接入电路前 进行试触 会读是指根据所选量程 正确读取数据 比较 电压表和电流表 拓展拓展 很小的电流通过电流表 电流表的指针几乎不动 很小的电流通过电压表 电压表的指针明显偏转 知识点知识点 3 3 串 并联电路中电压的规律 串 并联电路中电压的规律 串联电路两端的总电压 各部分电路两端的电压 即 U 在 并联电路中 各支路两端的电压 即 U 学生喜爱的便携式单放机通 常需要的电压为 6v 它需要 节干电池 联使用 答案 等于 之和 U1 U2 Un 均相等 U1 U2 Un 4 串 理解 可以借助于水流 水压的情况 形象地理解串 并联电路电压的特点 水从甲 容器流向乙容器 形成水流的条件是两个容器内水面的高度不同 存在 水压 考虑一个 通道 ABC 很容易看出 A C 间的水压为 B C 间水压与 A B 间水压之和 这点与串 联电路的电压特点类似 甲容器的水可以从 ABC ADC 两个管流过 即有两个通道 这 两个通道的始点 A 终点 C 相同 所以它们的 水压 也相同 这点与并联电路电压特点 类似 明确 串联电池组的电压等于各节电池的电压之和 拓展 并联电池组的电压等于一节电池的电压 三 拓展整合创新三 拓展整合创新 类型之一 电压类型之一 电压 例 1 下列说法中正确的是 A 导体内有大量的自由电荷 只要使导体构成通路 导体中就有电流通过 B 电路中只要有电压 就会有电流 C 电压是产生电流的必要条件 D 电路呈开路时 电流为零 则电路两端电压也为零 解析 若导体中只有自由电荷而没有电源 或者电路两端虽有电压 而电路没有形成闭 合回路 都不能使电路中有电流 而电路呈开路状态时 电流为零 也不能肯定电路两端 的电压为零 所以上述 A B D 说法是错误的 答案 C 类型之二 电压表类型之二 电压表 例 2 如图所示 要求用电压表测 L1 两端的电压 请将图中的错误改正过来 解析 从给出的图看 图中有三处错误 一是电压表并联在一根导线的两端 这样电 压表会被导线短路 开关 S 闭合后电压表将无读数 二是电压表的正负接线柱接反了 三 是电源为两节干电池 最大电压为 3V 因此电压表的量程应选 0 3V 档 答案 如右图所示 变式题 变式题 如图所示 用电压表测灯泡两端的电压的电路图 正确的是 解析 电压表应与被测电路并联 且电流从 接线柱流进电表 即正接线柱靠近电 源正极 从 接线柱流出电表 答案 D 类型之三 串 并联电路中电压的规律类型之三 串 并联电路中电压的规律 例 3 图中电源电压保持不变 当开关 S1断开 S2接通时 电压表示数为 4 5 伏 当开 关 S1接通 S2断开时 电压表示数为 3 伏 则 L1和 L2两端电压分别是 A 3 伏和 4 5 伏 B 1 5 伏和 4 5 伏 C 3 伏和 1 5 伏 D 1 5 伏和 3 伏 解析 电压表与被测量的电路并联 当 S1断开 S2接通时电 压表测量的是 L1灯与 L2灯串联的总电压 当 S1接通 S2断开时 电压表测量的是 L1灯的电压 根据串联电路的电压关系 可以计 算出 L2灯的电压 答案 C 变式题 变式题 在图所示的电路中 1 当接通开关 S 后 电压表的示数表示 A R1两端电压 B R2两端电压 C 电源电压 D R1和 R2两端电压 2 当断开开关 S 后 电压表示数为 A R1两端电压 B R2两端电压 C 电源电压 D 零 解析 当 S 接通时 R1与 R2串联 电压表接在 R2两端测 R2两端电压 当 S 断开时 闭合电路中只有 R1电阻和电压表串联 电压表电阻很大 可认为回路中电流几乎为零 因 此电压表相当于接在电源两端 为电源电压 答案 1 B 2 C 类型之四 综合应用创新类型之四 综合应用创新 例 4 有一串小彩灯串联在一起 当电路中是一小灯泡发生断路后 其他小灯泡均不 能正常工作 如何判断发生断路的小灯泡 解析 解析 判断小灯泡断路有两种基本的方法 一是用一小灯泡分别并在某灯泡的两端 若接在某灯泡两端时 该灯能正常发光 说明与该灯并联的小灯泡灯丝断了 这种方法一 般适合只有一只灯出现故障的情况 二是用电压表来测量 把电压表并在某段电路两端 若电压表有示数 可以判断电压表两端电路正常 由此可以逐上排除电路故障 用电压表 可以判断一处或几处错误 答案 答案 1 利用小灯泡 把小灯泡逐个并在各小灯泡两端 当小灯泡发光时 其余小灯 泡也同时发光 说明与该灯并联的小灯泡灯丝断了 2 利用电压表 如图所示 把电压表 的一端固定在 M 端 另一端依次接在 A 点 B 点 C 点 D 点 当电压表突然无示数时 说明刚变化的两点间的小灯泡断路 如图所示 若 V 并在 AM 间 V 有示数 当 V 并在 B M 点之间时 V 突然无示数 即说明 A B 间的灯 L1 发生了断路 也可用电压表逐一测 量每个小灯泡两端的电压 当电压表有示数时 表明此时电压表所测的灯泡灯丝断了 点评 点评 常见的电路故障有 断路 短路 电表使 用不当 若电流表并联在用电器两端 用电器相当于被短 路 若电压表串联在电路中 电路中电流几乎为 0 故障 电路中若电压表示数为 0 原因可能是与电压表并联部分 被短路或与电压表串联部分断路 前者电路中电流不为 0 后者电路中电流为 0 若电压表 的示数等于电源电压 原因可能是与电压表并联部分断路或与电压表串联部分被短路 前 者电路中电流为 0 后者电路中电流不为 0 四 当堂检测反馈四 当堂检测反馈 1 电压使 产生定向移动形成 的原因 是提供电压的装置 答案 自由电荷 电流 电源 2 某同学在用有两个量程的电压表 O 3V 0 15V 测一节干电池的电压时 记录的是 5 V 他出现错误的原因是什么 实际电压应是多少 解答 应该用 0 3V 的量程测 可是却按 0 15 V 的量程记录 实际电压为 1 V 3 下图是直接用电压表测电灯 L2两端电压的电路图 其中正确的是 解析 A B C 三图中电压表都串联在被测电路中 这是错误的 答案 D 4 如图所示电路中 电表 a b 接法正确的是 A a b 都是电流表 B a b 都是电压表 C a 是电流表 b 是电压表 D a 是电压表 b 是电流表 解析 a 与电灯串联应为电流表 b 与电灯并联应为电压表 答案 C 5 在如图所示的四个电路中 根据电压表的读数 能测得灯 L2两端的电压的电路图有 A 只有 1 B 1 和 2 C 1 3 和 4 D 1 2 3 和 4 解析 要知道电压表测的是电路中哪两端的电压 基本分析的步骤是 第一 要看清用电器是怎样连接的 是串联还是并联 第二 看电路中的电压表跟哪个用电器或电源并联 即知道电压表测的是哪两端的电 压 第三 根据串 并联电路中的电压关系进行判断 为看清电路中用电器的连接情况 可先将电压表与电路断开 图 3 电压表跟 L2并联 可直接测出 L2两端的电压 图 1 电压表 V 测出的是电源两端的电压 因为灯 L1和 L2是并联的 也就是电压表测 出的是并联电路各支路两端的电压 所以电压表测出的也是灯 L2的电压 图 4 电压表 V1和灯 L1并联在一起 测出了灯 L1两端的电压 电压表 V2并联在 L1和 L2两端 L1和 L2串联 测出了 L1和 L2两端的总电压 根据串联电路两端的总电压等于各 个部分电路两端电压之和这个关系 可以间接测得灯 L2两端的电压 图 2 电压表测的是电源两端的总电压 或者说是串联电路两端的总电压 而不是灯 L2两端的电压 答案 C 五 课后延伸阅读五 课后延伸阅读 干电池的构造干电池的构造 日常使用的干电池是一种锌锰电池 也叫碳锌电池 它的构造是 负极为锌做的圆筒 做成筒状的目的是用来储存电解液等化学药品 正 极是一根碳棒 它的周围被二氧化锰 碳粉和氯化铵水的混合剂所包嗣 总称为 碳包 碳包和锌筒之间充填着氯化铵 氯化锌的水溶液和淀粉等组成的糊状物 称为电糊 电 池口上用沥青 松香等配成的封口剂封牢 干电池的锌筒 碳包和氯化铵溶液的作用 分别相当于伏打电池的锌片 铜片和稀硫 酸溶液 干电池工作时 锌和氯化铵发生变化 产生氢气 附着在碳棒上面 由于氢的电 阻很大 电池工作时 在电极附近产生相当大的电压降 使路端电压降低 这种现象称作 极化 所以在干电池中加入二氧化锰作为 退极化剂 二氧化锰是不良导体 如果 用得太多 电池的内电阻就要增大 用得太少 退极化作用太慢 为了解决这个问题 通 常就加人了一些导电本领较好的碳粉 它的作用主要足导电 其次是吸收反应过程中生成 的部分气体 电糊中的主要成分是氯化铵 它相当于伏打电池的稀硫酸溶液 电糊中的氯化锌的作 用是增加溶液中的锌离子浓度 缓和氯化铵对锌筒的腐蚀 延长电池的使用时间 封口的目的是防止电池内部的水分散发和外部水分侵入 避免电液外流 使干电池便 于携带 以及防止碳包和锌筒短路 铅蓄电池的构造铅蓄电池的构造 铅蓄电池也叫酸蓄电池 铁镍蓄电池叫碱蓄电池 目前我国学校的实验室中 铅蓄电 池常用来作为直流电源 铅蓄电池的两个电极 均以铅板为骨架 在充好电的正极铅板上是二氧化铅 呈红褐 色 在负极铅板上是海绵状铅 呈灰黑色 每个电极都是由数块铅板并联组成 用合金焊 接为一个整体 以便增大极板面积 使更多物质参与化学作用 加大电池的容量 两个电 极的铅板相间排列 并衬以隔离饭 使它们不接触 负极铅板的块数常比正极多一个 这 样做的目的有两个 第一 使正极铅饭两面的化学物质都可以与负极起作用 第二 当放 电后 正极板上的二氧化铅变成硫酸铅 体积发生变化时 极板不致弯曲 负极上的