13.4電壓和電壓表的使用【學習目標】1.認識電壓，知道電壓的單位，并會進行單位換算；2.理解電壓的作用，了解在一段電路中產(chǎn)生電流，它的兩端就要有電壓；3.了解常用電源的電壓值；4.知道電壓表的符號、使用規(guī)則、讀數(shù)。5.會正確使用電壓表接入串、并聯(lián)電路，并能畫出相應的電路圖；6.會分析實驗數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)串、并聯(lián)電路各自電壓的規(guī)律；7.會利用串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律解決簡單問題。【知識梳理】一、電壓的作用1．電源是提供電壓的裝置。2．電壓是形成電流的原因，電壓使電路中的自由電荷定向移動形成了電流。3．電路中獲得持續(xù)電流的條件：①電路中有電源（或電路兩端有電壓）；②電路是連通的。4．電壓的單位：國際單位伏特，簡稱伏，符號：V常用單位：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）換算關(guān)系：1kV＝1000V1V＝1000mV1mV＝1000μV5．記住一些電壓值：一節(jié)干電池的電壓1.5V，一節(jié)蓄電池的電壓2V，家庭電路的電壓220V。微點撥說電壓時，要說“用電器”兩端的電壓，或“某兩點”間的電壓。電源的作用是使導體的兩端產(chǎn)生電壓，電壓的作用是使自由電荷定向移動形成電流。電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能時，使電源的正極聚集正電荷，負極聚集負電荷。二、電壓的測量——電壓表1．儀器：電壓表，符號：2．讀數(shù)時，看清接線柱上標的量程，每大格、每小格電壓值。3．使用規(guī)則：“兩要；一不”①電壓表要并聯(lián)在電路中。②應該使標有“—”號的接線柱靠近電源的負極，另一個接線柱靠近電源的正極，也就是說電流要從“+”接線柱流入“-”接線柱流出。③被測電壓不要超過電壓表的最大量程。危害：被測電壓超過電壓表的最大量程時，不僅測不出電壓值，電壓表的指針還會被打彎甚至燒壞電壓表。選擇量程：實驗室用電壓表有兩個量程，0～3V和0～15V。測量時，先選大量程試觸，若被測電壓在3V～15V之間，可用15V的量程進行測量；若被測電壓小于3V，則換用小的量程。微點撥電流表和電壓表的相同點和不同點：異同項目電流表電壓表異符號連接串聯(lián)并聯(lián)直接連接電源不能能量程0.6A，3A3V，15V每大格0.2A，1A1V，5V每小格0.02A，0.1A0.1V，0.5V內(nèi)阻很小，幾乎為零，相當于短路。很大，相當于開路。同調(diào)零；讀數(shù)時看清量程和每大（小）格的數(shù)值；正接線柱流入，負接線柱流出；不能超過最大測量值。三、串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律(1)提出問題：串聯(lián)電路中各部分電路兩端電壓與總電壓有什么關(guān)系呢？(2)猜想與假設：①串聯(lián)電路中各部分電路兩端的電壓相等；②串聯(lián)電路中各部分電路兩端的電壓之和等于總電壓。(3)實驗設計：實驗器材：兩節(jié)干電池，六只小燈泡(其中第二次實驗用的兩只相同)，1只電壓表，一只開關(guān)，導線若干。實驗步驟：①分別把電壓表并聯(lián)在如圖所示的電路中A、B兩點，B、C兩點，A、C兩點間測量電壓，看看它們之間有什么關(guān)系。②換上另外四只燈泡，再測兩次，看看是否還有同樣的關(guān)系。三次測量的電路圖分別如圖所示：(4)進行實驗與記錄數(shù)據(jù)：按上述要求進行實驗，實驗記錄如下表所示。實驗序號A、B間電壓U1/VB、C間電壓U2/VA、C間電壓U/V11.41.6321.51.5331.81.23(5)分析與論證：從實驗過程和實驗記錄中可以看出，兩燈泡的規(guī)格相同時，U1=U2；當兩燈泡的規(guī)格不相同時，U1≠U2，但都滿足U1+U2=U。(6)得出結(jié)論：串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，即U=U1+U2。(7)評估與交流：回顧以上操作，看看是否存在不妥的地方：讀數(shù)時是否實事求是?更換燈泡時是否換用了不同規(guī)格的?如果這些因素在實驗中都作了充分的考慮，實驗的結(jié)果應該是可靠的，各小組把實驗結(jié)果寫成實驗報告，并在班上進行交流和討論。微點撥實驗探究過程中的注意事項(1)連接實驗電路時，開關(guān)應斷開；電壓表應并聯(lián)在被測電路中；(2)應從電源正極(或負極)起按電路圖將元件逐個連接起來；(3)連接好電路后，要先用開關(guān)試觸，觀察電壓表的指針偏轉(zhuǎn)情況，確認無誤后，再閉合開關(guān)，觀察示數(shù)；(4)讀數(shù)時，要客觀、精確，視線與刻度線垂直，讀數(shù)完畢，斷開開關(guān)，切斷電源，整理好儀器；(5)電壓表的量程選擇得過小，會使指針偏轉(zhuǎn)過大，損壞電表；選擇得過大，會使指針偏轉(zhuǎn)過小，測量不準確；一般來說，選擇的量程，應使指針偏轉(zhuǎn)到刻度盤的之間。四、并聯(lián)電路中電壓規(guī)律：（1）提出問題：并聯(lián)電路兩端的總電壓跟各個支路兩端電壓有什么關(guān)系？（2）猜想假設：①并聯(lián)電路各條支路兩端的電壓都相等；②并聯(lián)電路的總電壓等于各條電路兩端的電壓之和。（3）設計實驗：實驗器材：兩節(jié)干電池，六只小燈泡(其中第二次實驗用的兩只相同)，1只電壓表，一只開關(guān)，導線若干。實驗步驟：別把電壓表并聯(lián)在如圖所示的電路中A、B兩點，C、D兩點，E、F兩點間測量電壓，看看它們之間有什么關(guān)系。②換上另外四只燈泡，再測兩次，看看是否還有同樣的關(guān)系。（4）進行實驗與記錄數(shù)據(jù)：按上述要求進行實驗，實驗記錄如下表所示。實驗序號A、B間電壓U1/VC、D間電壓U2/VE、F間電壓U/V12.62.62.622.52.52.532.72.72.7（5）分析論證：并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等，等于總電壓（電源電壓）與燈泡的規(guī)格沒有關(guān)系。（6）得出結(jié)論：并聯(lián)電路中的總電壓，等于各個支路兩端的電壓，各支路電壓相等即：U=U1=U2。微點撥1、電壓與電流的對比：2、幾個常見電路元件的特殊處理我們在分析電路連接情況時，往往是針對用電器而言的，其它元件如開關(guān)、電壓表、電流表等這些“攔路虎”，對我們分析比較復雜的電路來說負面影響很大，如果既可將有些元件從電路圖中拆掉，又能保證那些元件拆掉后不影響用電器的原連接情況的的話，原電路圖就可以得到簡化，以便揭開“廬山真面目”。為此，我們完全可以依據(jù)所拆元件的特性進行簡化，其方法是：①開關(guān)：若是開關(guān)閉合，就在原開關(guān)處畫一導線連通，若是開關(guān)斷開，就將此路完全去掉不要。②電壓表：由于電壓表的電阻很大，因此可把連電壓表處當成開路，只須把電壓表拆掉即可。③電流表：由于電流表的電阻很小，因此可把連電流表處當成短路，電流表拆下處要用導線連通。通過上述方法所得的簡化圖表示出的用電器連接情況即為原電路中用電器連接情況。最好在草稿紙上處理，用鉛筆先畫出原電路圖后，從電源正極開始，逐一依序增刪，直到電源負極為止。

【典型例題】【例1】電壓是形成_________的原因，一節(jié)普通干電池的電壓______V，家庭照明電路的電壓是_______V，對人體來說安全電壓________V，電源是提供_________的裝置。【例2】在燒杯中加入鹽水，然后將連在電壓表上的銅片和鋅片浸入鹽水中，這樣就制成一個鹽水電池，其現(xiàn)象如圖所示。電池的正極是______（選填“鋅片”或“銅片”），該電池是將______能轉(zhuǎn)化為電能，此時鹽水中電流的方向為______（選填“從銅片到鋅片”或“從鋅片到銅片”）【例3】電壓表的使用：A、電壓表應該與被測電路______聯(lián)；B、要使電流從電壓表的___接線柱流進，____接線柱流出。C、根據(jù)被測電路的電壓選擇適當?shù)腳______（被測電壓不要超過電壓表的量程，預先不知道被測電壓的大約值時，先用________試觸）?！纠?】電壓表的讀數(shù)方法：A、看接線柱確定________。B、看_________（每一小格代表多少伏）。C、看指針偏轉(zhuǎn)了多少格，即有多少伏。（電壓表有兩個量程：0~3V，每小格表示的電壓值是____V；0~15V，每小格表示的電壓值是______V。）【例5】如圖所示電路中，電源電壓為3V。當閉合開關(guān)后，電壓表的指針如圖乙所示，則L1和L2兩端得到電壓分別為______V和______V?！纠?】如圖電路中一切元件均正常，電源電壓為U，當R1被燒斷時，電壓表讀數(shù)為______；當R1被短路時，電壓表示數(shù)是______?！纠?】如圖所示，甲、乙是電流表或電壓表。當開關(guān)S閉合后，要使電阻R1、R2并聯(lián)，甲表是_______，乙表是___________?！纠?】如圖甲所示，當開關(guān)S由接點1轉(zhuǎn)到接點2時，電壓表示數(shù)變化如圖乙所示，則燈泡L2兩端的電壓是_______V，電源電壓是_______V?！纠?】小明按如圖甲所示的電路進行實驗，閉合開關(guān)后兩燈都正常發(fā)光，電壓表V1的示數(shù)為3V，V2的示數(shù)如圖乙所示，此時V2的示數(shù)為________V，則L1兩端的電壓為______V。【例10】如左下圖所示是王平同學在“探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律”時連接的電路，已知他所用的電源電壓為3V，閉合開關(guān)時L1和L2均會發(fā)光，電壓表V1測的是____兩端的電壓，此時他會發(fā)現(xiàn)兩電壓表指針偏轉(zhuǎn)的角度____(填“相同”或“不相同”).【例11】如圖所示，當開關(guān)S由接點1轉(zhuǎn)到2時，L1和L2的連接方式是_____聯(lián)，電壓表、電流表示數(shù)變化如圖乙所示，此時，電路中的電流是_____A，燈泡L2兩端的電壓是_____V?！纠?2】在圖電路中，電源電壓保持不變，燈L或電阻R只有一個可能出現(xiàn)了故障，開關(guān)S閉合后，只有一個電表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則：(1)_______________________________________________；(2)______________________________________________?！纠?3】某同學在研究并聯(lián)電路的特點時，同時用兩個完好的電壓表分別接在兩個并聯(lián)電阻兩端，如圖所示，他閉合電鍵后發(fā)現(xiàn)兩個電壓表的示數(shù)不相同，于是他得出：兩個并聯(lián)的電阻兩端的電壓不相等.你認為他的結(jié)論是的_________(選填“正確”或“錯誤”).這兩個電壓表示數(shù)不相同的原因可能是_________、__________(寫出兩種).

【鞏固練習】1．在國際單位制中，電壓的單位是（）A．安培（A） B．伏特（V） C．歐姆（Ω） D．焦耳（J）2．關(guān)于電壓,下列說法錯誤的是()A．電壓是電路中形成電流的原因B．只要電路兩端有電壓,電路中就一定有電流C．電路中有電流時,電路兩端就一定有電壓D．電源是提供電壓的裝置3．手機電池充電電壓最接近下列哪個電壓值A．220V B．36V C．5V D．380V4．下列說法中正確的是A．電流表、電壓表都可以直接與電源相并聯(lián)B．電流表可直接與電源相聯(lián)，電壓表不能C．電流表、電壓表都不能直接與電源相并聯(lián)D．電壓表可直接與電源并聯(lián)，電流表則不能5．如圖所示用電壓表測燈L兩端電壓連接正確的是()A． B． C． D．6．一個電源的正負極模糊了，用如圖所示的四種實驗方法來判斷，不正確的是（）A．甲：閉合開關(guān)后，若燈泡發(fā)光，則電池的左端是正極B．乙：閉合開關(guān)后，若二極管發(fā)光，則電池的右端是正極C．丙：閉合開關(guān)后，若電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，則電池的左端是正極D．?。洪]合開關(guān)后，若電壓表指針向右偏轉(zhuǎn)，則電池的右端是正極7．將燈L1和L2接入同一個電路中，用電壓表測得燈L1兩端的電壓為2.5V，L2兩端的電壓為2.5V，則()A．兩燈一定串聯(lián)B．兩燈一定并聯(lián)C．兩燈可能串聯(lián)也可能并聯(lián)D．以上說法都不對8．如圖所示的電路中，電源電壓為9V，閉合開關(guān)后，兩燈均發(fā)光，電壓表示數(shù)為6V，此時（）A．燈泡L1兩端電壓為6V B．燈泡L2兩端電壓為6VC．燈泡L1兩端電壓為9V D．燈泡L2兩端電壓為3V9．如圖所示，要使電路成為正常電路，且燈L1和L2均發(fā)光，需要在圓圈內(nèi)填入電流表或者電壓表，則下列判斷正確的是（）A．a(chǎn)為電流表，b為電壓表，c為電流表B．a(chǎn)為電壓表，b為電壓表，c為電流表C．a(chǎn)為電流表，b為電流表，c為電壓表D．a(chǎn)為電流表，b為電流表，c為電流表10．如圖所示，在探究串聯(lián)電路中的電壓關(guān)系時，小華同學用電壓表測出ab、bc、ac兩端的電壓分別為Uab＝2V，Ubc＝2V，Uac＝4V，在表格中記錄數(shù)據(jù)后，下一步應該做的是（）A．整理器材，結(jié)束實驗B．分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論C．換用不同規(guī)格的小燈泡，再測出幾組電壓值D．換用電壓表的另一量程，再測出一組電壓值11．如圖所示，當開關(guān)S閉合后，下列說法正確的是（）A．燈L1與燈L2串聯(lián)，且燈L1被短路B．電壓表可測出燈L1兩端的電壓C．電流表A1測的是燈L1的電流D．電流表A2測的是干路電流12．如圖所示電路，電源電壓恒為3V，電路中各元件連接正確且均完好，導線連接牢固且電流表、電壓表接入量程合理，R1、R2為定值電阻，則下列說法正確的是()A．當S1、S2都斷開時，V示數(shù)為零，A示數(shù)為零B．當S1、S2都閉合時，V示數(shù)為3V，A有示數(shù)C．當S1閉合、S2斷開時，V示數(shù)為3V，A有示數(shù)D．當S1斷開、S2閉合時，V示數(shù)為零，A示數(shù)為零13．一般照明電路的電壓是________，一節(jié)干電池的電壓是__________．14．使用電壓表前要觀察它的________和________．電壓表應與被測用電器________，使電流從________接線柱流入，從________接線柱流出，電壓表可以與電源直接連接，此時測的是________電壓.15．如圖所示電壓表有________個量程，三個接線柱，當把“一”和“15”兩接線柱接入電路時，量程是________，分度值是________；當把“一”和“3”兩接線柱接入電路時，量程是________，分度值是________.16．如圖所示電路中，當閉合開關(guān)后，兩個電壓表的指針均為圖乙所示，則電阻R1和R2兩端得到電壓分別為____V和_____V．17．如圖所示電路中，閉合開關(guān)S后，電壓表Vl的示數(shù)為4.5V，則電壓表V2的示數(shù)是____，電源電壓是____18．右上圖所示電路中，電源是個蓄電池串聯(lián)的電池組，電鍵閉合后，電壓表和的示數(shù)分別為伏和伏，則電燈、、兩端的電壓分別為__________、__________和__________．19．如圖所示，當閉合，、斷開時，電壓表的示數(shù)為6V，當、斷開，閉合時，電壓表的示數(shù)為3V，則電源電壓為______V．當、閉合，斷開時，電壓表的示數(shù)為______V．20．請用筆畫線表示導線，將電壓表連入實物圖中，使電壓表能夠測量小燈泡兩端的電壓大小，要求電壓表選用0~3V的量程。21．小紅要連接一個串聯(lián)電路，所需器材如圖所示，她要用電壓表V1測電路總電壓，V2測L2兩端的電壓，用電流表A測電路中的總電流，請你幫她連好電路。（____）22．在圖中的里填上適當?shù)碾姳矸?，當開關(guān)S閉合時，電路能正常工作。（_____）23．在“探究串聯(lián)電路電壓的特點”活動中．(1)如圖所示，連接電路時，至少需要______根導線；實驗中應選擇規(guī)格________(填“相同”或“不同”)的小燈泡．(2)在測L1兩端電壓時，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零，原因可能是__________(填出一種即可)．(3)小芳保持電壓表的B連接點不動，只斷開A連接點，并改接到C連接點上，測量L2兩端電壓．她能否測出L2兩端電壓？_________，理由是____________________________．(4)小明分別測出AB、BC、AC間的電壓并記錄在如下表格中，分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：串聯(lián)電路總電壓等于各部分電路兩端電壓之和．請對小明的做法進行評價：____________，改進方法是____________．24．小明和小亮探究“并聯(lián)電路電壓的關(guān)系”，小明先按圖甲所示電路圖連成圖乙的實物圖（電壓表尚未連接）。（1）小亮一眼就看出了小明連接的錯誤，并指出如果直接閉合開關(guān)將出現(xiàn)______（選填“開路”或“短路”）現(xiàn)象，小燈泡L1、L2都不會亮，還可能造成______損壞；（2）小亮只更改跟L1、L2的四個接線柱A、B、C、D相連的某根導線的一端，就使電路連接正確了。請在需要改動的導線上打×并改正______（指出一種即可）；（3）接下來，他們按圖丙所示電路圖連接了三個電壓表．實驗過程中，電壓表V2的示數(shù)如圖丁所示，則電壓表V的示數(shù)是______V。25．小明和小華同學在“探究串聯(lián)電路電壓的規(guī)律”實驗中，設計了如圖甲所示的電路。（1）連接電路前，小明發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示，接下來他要對電壓表進行的操作是______；（2）小明根據(jù)圖甲連接好電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零，若只有L1或L2中的一處發(fā)生故障，則故障可能是______；（3）排除故障后，小明完成了實驗，并把數(shù)據(jù)記錄在表中。UAB/VUBC/VUAC/V1.41.42.8分析實驗數(shù)據(jù)得出兩個實驗結(jié)論：①串聯(lián)電路兩端的電壓______各部分電路兩端電壓之和：②串聯(lián)電路中，各部分電路兩端電壓相等；（4）實驗結(jié)束后小明和小華互相交流，小華指出結(jié)論②是錯誤的，造成結(jié)論錯誤的原因可能是使用的燈泡規(guī)格______（選填“相同”或“不相同”）。除此之外，小華還指出應多測幾組實驗數(shù)據(jù)，這樣才能______（選填“減小誤差”或“尋找普遍規(guī)律”）。26．在“探究串聯(lián)電路電壓的特點”活動中。（1）連接電路前，小明發(fā)現(xiàn)電壓表指針如圖乙所示，接下來他要對電壓表進行的操作是________；（2）實驗中應選擇規(guī)格_____________（填“相同”或“不同”）的小燈泡；（3）在測L1兩端電壓時，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零，原因可能是______（填出一種即可，發(fā)現(xiàn)電路故障只可能發(fā)生在燈泡L1、L2上）；（4）小芳保持電壓表的B連接點不動，只斷開A連接點，并改接到C連接點上，測量L2兩端電壓．她能否測出L2兩端電壓？_______，（填“能”或“不能”）理由是________；（5）用電壓表分別測出A與B、B與C、A與C兩點間的電壓為UAB、UBC、UAC，經(jīng)過多次實驗，將得到的數(shù)據(jù)記錄在下表中。分析實驗數(shù)據(jù)，你可得到串聯(lián)電路的電壓特點是_________（用公式表示）。實驗次數(shù)UAB/VUBC/VUAC/V10.82.23.021.02.03.031.21.83.0（6）小芳進行多次實驗的主要目的是________（填序號）。①尋找普遍規(guī)律②減小實驗誤差27．小紅同學對串聯(lián)電路電壓規(guī)律進行了探究。（猜想與假設）串聯(lián)電路總電壓等于各用電器兩端的電壓之和UAB/VUBC/VUAC/V2.41.43.8（設計與進行實驗）（1）按如圖所示電路圖連接電路；（2）閉合開關(guān)，排除故障，用電壓表測出L1兩端的電壓；（3）在測L2兩端的電壓時，小明為了節(jié)省時間，采用以下方法：電壓表所接的B接點不動，只斷開A接點，并改接到C接點上；（4）測出AC間的電壓，得出結(jié)論。（交流與評估）（1）在連接電路的過程中，開關(guān)必須________；（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為零，則小燈泡的故障可能是________；（3）小紅用上面的方法________（填“能”或“不能”）測出L2兩端的電壓；（4）方法改進后，測出AB、BC、AC間的電壓記錄在上面表格中，小明分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：串聯(lián)電路總電壓等于各用電器兩端