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第五节测量电压一、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：①；②．(2)不同点：①；②．（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、名师解读点拨知识点1：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①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。②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=103V=106mV=109uV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2：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：①要把电压表并联在电路中；②要使电流正进负出；③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”。①会接是指正确按电压表的使用规则使用电压表；②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；③会试是指电路接完后，在正式接入电路前，进行试触；④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】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3：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=…=Un4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【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：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【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：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【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：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：(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：常见的电路故障有①断路．②短路．③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5V，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0～15V的量程记录．实际电压为1V．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：D4．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：C5．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．负极上的铅，在放电后虽然也变成硫酸铅．但因为是海绵状，体积变化小，极板不致弯曲．隔离板通常为带有细孔的硬橡胶板、玻璃丝和木板．