134电压和电压表的使用

苏科版九年级上册第十三章《电路初探》13.4电压和电压表的使用【知识梳理】一、电压1．概念：电路中之所以有电流的形成是由于电路两端存在着电压，电压促使自由电荷定向移动形成电流，也就是说，电压是形成电流的原因。之前我们把电流比作水流，水能流动是因为管道两端的水压不相同，也就是管道两端有压力差，水将从水压大的位置流向水压小的位置。为了方便理解，我们可以把电压类比为管道两端的压力差，有了电压，电流才能流动起来。就像图中的管道构成连通器，当阀门打开时，抽水机依靠不断地抽水才能维持着管道两端地压力差，电源也是通过消耗其他能量来维持正负极间有一定的电压。2．电压的符号：U3．单位：伏特V(国际单位)。千伏kV、毫伏mV。单位换算：1V=103kV=103mV4．对电压的理解：电压是存在于两点之间的一个概念，因此，可以说某两点间的电压，某用电器两端的电压，但只说某点的电压或某用电器的电压是不规范的。5．常见的电压：一节干电池1.5V；一节蓄电池2V；家庭电路220V；对人体安全的电压不高于36V。注意：电池用久了，电压会降低。二、电压表1．用途：测量电路中某两点间的电压。2．电压表的结构3．电压表的刻度及量程电压表刻度盘共有30个宽度均匀的小格，每一小格表示的电压为量程的。（1）量程一：0～3V，对应刻度盘下方的数字，分度值为3÷30=0.1V；（2）量程二：0～15V，对应刻度盘上方的数字，分度值为15÷30=0.5V。4．电压表使用注意事项：（1）使用前要检查指针是否指零，如有偏差，要用螺丝刀旋转表盘上的调零旋钮，将指针调零。（2）需要测哪两点间的电压，就把电压表的正负接线柱接到那两点上，也就是说必须要把电压表与被测量对象并联在电路中，使电流从正接线柱流入电压表，从“—”流出，仍简记为“正进负出”。（3）被测电压的大小不能超过电压表的量程，否则会烧坏电压表。（4）在不确定被测电压大小范围时，一般先用大量程试触，如电压表示数在小量程范围内，再改用小量程，这样读数更为精确；如果大量程试触时指针满偏，则需更换更大量程的电压表。（5）电压表对电流的阻碍很大，相当于断路，因此电路中可以把电压表直接连接到电源的两极测电源电压，不会烧坏电源。在分析电路串并联时，一般也把电压表当作断路处理，简化电路。5．电压表测量对象的判断方法：（1）观察法：观察电压表与哪部分电路构成并联关系，那么它测量的就是这部分电路两端的电压。（2）闭环法：电压表与哪部分电路可构成闭环，那么它测量的就是这部分电路两端的电压。举例说明：如图所示电路①电压表V1与L1、L2构成闭环，所以V1测L1和L2串联的局部电路两端的电压。

②电压表V2与L2、L3构成闭环，所以V2测L2和L3串联的局部电路两端的电压。（3）延伸法：将电压表两端的连接导线端点在导线上（不能跨过用电器、电压表）延伸，能延伸到哪部分电路两端，那么它测量的就是这部分电路两端的电压。举例说明：如图所示电路①S1、S3断开，S2闭合时，L1与L2串联，电压表V两端可延伸到L2两端，所以V测L2两端电压。②S1、S3闭合，S2断开时，L1与L2并联，电压表V两端可延伸到L1、L2和电源两端，所以V测L1、L2和电源两端电压。

6．电压表的读数：（1）确定电压表所选量程和分度值。（2）接通电路后，看看指针向右总共偏过多少小格。（3）小格数乘分度值即为电压表读数。（4）如果电压表的指针没有正对某一刻度，在两个刻度之间，这时指针靠近哪个值就读哪个值。举例说明：7．电压表常见的非正常现象现象情形开关闭合前，指针未指零开关闭合后，指针向左偏开关闭合前，指针未指零开关闭合后，指针轻微偏转开关闭合后，指针满偏开关闭合后，指针无偏转原因指针未调零“正”“负”接线柱接反了指针未调零量程选大了量程选小了①电压表连线断开②电压表被短路影响测量结果偏小指针弯曲，电压表损坏测量结果偏大读数误差大烧坏电压表电压表不工作三、实验：探究串并联电路电压的特点1．探究串联电路电压的特点【实验目的】探究串联电路中各部分电压有什么关系【实验器材】两种不同规格的灯泡各两个（L1、L2规格相同，L3、L4规格相同）、一个电压表，若干导线、两节干电池、一个开关【实验设计】（1）实验电路图如图所示：（2）将其中一种相同规格的灯泡L1、L2与两节电池，开关用导线串联起来，把电压表并联在电路中的A、B两点之间，测出A、B之间的电压。然后，再用同样的方法测出B、C两点，A、C两点间的电压，将测得的数据填入表格中（数据仅供参考）。（3）将灯泡L2更换为另一种规格的灯泡L3，再次测量两次将测得的数据填入表格中（数据仅供参考）。（4）将L1也更换为另一种规格的灯泡L4，再次测量两次将测得的数据填入表格中（数据仅供参考）。各部分电压实验序号UABUBCUAC11.5V1.5V3.0V21.0V2.0V3.0V31.5V1.5V3.0V【实验分析】灯泡规格相同时，，灯泡规格不同时，，但始终有。【实验结论】在串联电路中，电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。【注意事项】（1）连接实验电路时，开关应断开；电压表应并联在被测电路中；（2）连接好电路后，要先用开关试触，观察电压表的指针偏转情况，确认无误后，再闭合开关，观察示数；（3）读数时，要客观、精确，视线与刻度线垂直，读数完毕，断开开关，切断电源，整理好仪器；（4）电压表的量程选择得过小，会使指针偏转过大，损坏电表；选择得过大，会使指针偏转过小，测量不准确；一般来说，选择的量程，应使指针偏转到刻度盘的之间。2．探究并联电路电压的特点【实验目的】探究并联电路两端的总电压跟各个支路两端电压有什么关系【实验器材】三个不同规格的灯泡（L1、L2、L3）、若干导线、一个电压表、三节干电池、一个开关【实验设计】（1）实验电路图如图所示：（2）将灯泡L1、L2与两节干电池，开关用导线并联起来，把电压表并联在灯泡L1所在支路两端的A、B两点之间，测出A、B间的电压。然后，再用同样的方法测出L2所在支路两端的C、D两点之间、电源两端的，将测得的数据填入表格中（数据仅供参考）。（3）将灯泡L1更换为灯泡L3，再测量一次，将测得的数据填入表格（数据仅供参考）。（4）再增加一节干电池，再测量一次，将测得的数据填入表格（数据仅供参考）各部分电压实验序号UABUCDUEF13.0V3.0V3.0V23.0V3.0V3.0V34.5V4.5V4.5V【实验分析】更换不同的灯泡，改变电源电压，始终有。【实验结论】在并联电路中，电路两端的总电压与各支路两端的电压相等。【易错点】1．电压表近似于断路，但不是断路，只是通过它的电流很微弱。2．两用电器两端的电压相等不一定是并联，两用电器两端的电压不相等一定是串联。3．多节电池一起作为电源时，需要采用串联的方式，才能提高电路的总电压。4．在电路中，电源是提供电压的，用电器是利用电压的，所以当判断出电压表测量的对象既包含电源又包含用电器时，那么此种情况电压表实际的测量对象是其余电路两端的电压。举例说明：如图所示，由闭环法判断电压表测量的是电源与灯泡L2串联的这部分电路两端电压，但这两端也是L1的两端，电压表也可以和灯泡L1构成闭环，所以实际上电压表测量的是L1两端的电压。原图测量对象包含电源和灯泡L2实际测量对象是灯泡L1【规律总结】1．在串联电路中，电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和，即U=U1+U2+……；在并联电路中，电路两端的总电压与各支路两端的电压相等，即U=U1=U2=……。2．在分析电路串并联时，把电压表看成断路，可以简化电路，使分析更容易。3．纯导线两端的电压很小，可忽略。因此用导线直线相连的节点，可认为是同一个节点。例如上面探究并联电路电压特点的实验中，A、C、E均为连接电源正极的同一节点，B、D、F均为连接电源负极的同一节点，故电源电压U=UAB=UCD=UEF。4．电压表测量的其实是自身两端的电压，所以它与谁并联，它们的电压就相等，它就测谁两端的电压。5．电压表大量程是小量程的5倍，如果两个电压表接入不同量程指针位置却相同，那么这两个电压表读数也是5倍关系。【典例分析】1．（2022·广东深圳·九年级期中）如图中利用电压表测灯L2两端的电压，其中正确的是（）A．B．C．D．【答案】B【详解】A．图中电压表与灯L1并联，但电压表的正负接线柱接反，故A错误；B．图中电压表与灯L2并联，测的是灯L2两端的电压，故B正确；C．图中电压表与灯L1并联，测的是灯L1两端的电压，故C错误；D．图中电压表与灯L2并联，但电压表的正负接线柱接反，故D错误。故选B。2．（2021·山东泰安·九年级期末）如图所示的电路中，闭合开关后，V1的示数是3V，V2的示数是5V。已知电源两端的电压是6V，那么L1两端的电压是___________，L2两端的电压是___________，L3两端的电压是___________。【答案】

1V

2V

3V【详解】[1]由电路图可知，三灯泡串联，电压表V1测L1和L2两端的电压之和，电压表V2测L2和L3两端的电压之和，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，L1两端的电压为U1=UUV2=6V5V=1V[2]L2两端的电压为U2=UV1U1=3V1V=2V[3]L3两端的电压为U3=UUV1=6V3V=3V3．（2022·湖南永州·九年级期末）在图中两处空缺画上电源和电压表的电路符号，使开关闭合后，两灯均能发光。【答案】【详解】开关闭合后，两灯均能发光，这说明两盏灯都有电流通过；电压表要与待测电路并联，若左侧空缺处为电压表，则电压表与灯泡L1串联，则L1不会发光，所以右侧空缺处为电压表，左侧空缺处为电源；此时该电路为串联电路，电压表测量灯泡L2两端的电压。如答案所示。4．（2022·湖南长沙·九年级期末）如图所示的电路中，小灯泡L1和L2额定电压均为3V。闭合S1、S2，下列关于该电路的说法正确的是（）A．L2会被短路 B．电压表不能测量L1两端的电压C．取下L1时，L2正常发光 D．只断开开关S2时，电压表有示数【答案】C【详解】A．闭合S1、S2，电流过了S1后有两条路径，一条经电流表、灯泡L1回到电源负极；一条经灯泡L2、开关S2，回到电源负极，电压表测并联电路电压，开关S1在干路，故L2没有被短路，故A错误；B．因两灯泡并联，并联电路各支路两端的电压都相同，故电压表能测量L1两端的电压，故B错误；C．因两灯泡并联，各支路互不影响，所以取下L1时，L2能正常发光，故C正确；D．只断开开关S2时，电压表与L2串联，电流过了S1后经电流表、灯泡L1回到电源负极，电压表与L2被导线短路，所以电压表无示数，故D错误。故选C。【思路小结】1．分析电路时，先把电压表看作断路，电流表看作导线，可以化繁为简，更快更准确地分析出用电器间的连接方式，然后再分析电流表、电压表的测量对象。2．在电路中，任何电压都不会超过电源的总电压。【精典训练】一、单选题1．（2022·黑龙江哈尔滨·九年级开学测）如图所示，电源的电压为4V，闭合开关S，电压表示数为2.5V，则（）A．两端的电压为2.5V B．两端的电压为2.5VC．两端的电压为1.5V D．和电源的电压之和为2.5V【答案】B【详解】A．两个灯泡串联，电压表测量灯泡L2的电压，L1两端的电压为故A不符合题意；BC．电压表测量灯泡L2的电压，L2两端的电压为2.5V，故B符合题意，C不符合题意；D．L1和电源的电压之和大于电源电压，故D不符合题意。故选B。2．（2022·广东广州·九年级期中）如图所示的电路，闭合开关，两灯均正常发光，下列说法中正确的是（）A．通过a点的电流等于通过c点的电流 B．通过a点的电流大于通过c点的电流C．当L2断路时，电压表的示数为0 D．电压表测的是电源电压【答案】A【详解】ABD．上图中，闭合开关，两灯串联，电流表测电路的电流，电压表测L2的电压；因为串联电路电流处处相等，故通过a点的电流等于通过c点的电流，故A正确，BD错误；C．当L2断路时，电压表与灯泡L1串联，电压表测的是电源电压，电压表有示数，故C错误。故选A。3．（2022·黑龙江鸡西·九年级期末）如图所示，当开关S闭合后，可能会造成电流表或电压表损坏的是（）A． B． C． D．【答案】B【详解】A．由A图可知，当开关S闭合后，由于电压表的电阻很大，所以电压表串联使用后，电路中的电流会很小，不会烧坏两个表，故A不符合题意；B．由B图可知，当开关S闭合后，电源短路，电路中的电流会很大，电流表会损坏，故B符合题意；C．由C图可知，电流表、电压表均使用正确，所以不会损坏两个表，故C不符合题意；D．由D图可知，虽然电流表并联使用了，但电压表也串联使用了，由于电压表的电阻很大，所以电路中的电流会很小，不会烧坏两个表，故D不符合题意。故选B。4．（2021·山东泰安·九年级期末）在如图所示的电路中，电源电压为9V，且保持不变，开关S闭合时，电压表的示数为6V，则（）A．L1两端的电压为6V B．L2两端的电压为6VC．L2两端的电压为3V D．L2两端的电压为9V【答案】B【详解】由图可知，开关S闭合时，灯泡L1和L2串联，电压表测量L2两端的电压；此时电压表的示数为6V，即L2两端的电压U2=6V，根据串联电路的电压特点可知，灯泡L1两端的电压为U1=UU2=9V6V=3V故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。5．（2022·北京顺义·九年级期中）如图所示，图中的a、b是电流表或电压表，下面关于电表的说法，正确的是（）A．a、b都是电流表 B．a、b都是电压表C．a是电压表，b是电流表 D．a是电流表，b是电压表【答案】C【详解】在电路中，电流表相当于导线，与用电器串联测量电路电流；电压表相当于断路，与用电器并联测量用电器两端电压。A．如果电表b是电流表，相当于导线，闭合开关会造成电源短路，故A错误；B．如果电表b是电压表，相当于断路，闭合开关灯泡不能发光，故B错误；C．如果电表a是电压表，b是电流表，闭合开关灯泡能够发光，两只电表都有示数，故C正确；D．如果电表a是电流表，b是电压表，闭合开关灯泡不能发光，会造成电源短路，故D错误。故选C。 二、填空题6．（2022·江苏无锡·中考二模）如图所示的电路中。（1）要使L1与L2组成并联电路，应闭合开关______．（2）若同时闭合开关S2和S3时，则发光的灯泡为______；（3）若将S1、S2和S3全部换成实验室中常用的电流表或电压表且使两灯串联，则S2处应为______表。【答案】

S1、S3

L1

电流【详解】（1）[1]要使灯泡L1与L2并联，则电流的路径应该有两条，所以应该闭合开关S1和S3。（2）[2]若同时闭合开关S2和S3，L2被短路，电路为L1的简单电路，L1发光。（3）[3]若将S1、S2和S3全部换成实验室中常用的电流表或电压表且使两灯串联，根据上面的分析可知，S2

处应该是闭合的，所以此处应该为电流表，此时电流表测量的是电路的电流。7．（2022·辽宁朝阳·九年级期末）小新按图甲所示的电路进行实验，当闭合开关，用电器正常工作时，电压表V1和V2的指针位置完全一样，如图乙所示，则电压表V1的示数为___________V，L1两端的电压为___________V。【答案】

10

8【详解】[1][2]由电路图可知，L1、L2串联，电压表V1测量L1、L2两端总电压，电压表V2测量L2两端电压；由于串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以V1选的是大量程，V2的是小量程，即V1的量程为0~15V，分度值为0.5V，示数为10V；V2的量程为0~3V，分度值为0.1V，示数为2V；因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯L1两端电压为8．（2022·广东广州·九年级期末）如图所示，电源两端的电压保持不变。闭合开关后，小王发现L1比L2亮，则L1两端的电压_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）L2两端的电压；若灯泡L1在实验过程中忽然烧坏，则电流表A1示数_____，L2两端的电压_____，电流表A2示数_____（后三空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】

等于

变小

不变

不变【详解】[1]如图所示，L1、L2并联，并联电路各支路两端的电压相等，虽然L1比L2亮，但L1两端的电压等于L2两端的电压。[2][3][4]由图可知，电流表A1原来测量干路的电流，电流表A2是测量L2支路的电流，若灯泡L1在实验过程中忽然烧坏，则电流表A1只测量L2支路的电流，电流表A1示数变小；并联电路各支路两端的电压相等，各支路之间互不影响，故L2两端的电压不变，电流表A2示数不变。三、作图题9．（2022·新疆哈密·九年级期末）请根据图中所示的实物图，画出对应的电路图。【答案】【详解】由实物图可知，L1、L2并联，电流表A1与灯泡L1位于一个支路，灯泡L2位于另一个支路，电流表A2和开关位于干路，电压表并联在L2两端，电路图如答案所示。10．（2022·河南新乡·九年级月考）已知电源电压为3V，通过灯泡L1、L2的电流分别为1A和0.5A，请根据电路图用笔画线代替导线连接实物。【答案】【详解】由电路图可知，两灯泡并联，电压表测L2两端的电压，电流表测L2支路的电流，开关位于干路，电源是由两节干电池串联组成的，其电压为3V，则电压表的量程为0~3V，由通过L2的电流为0.5A可知，电流表的量程为0~0.6A，从电源的正极出发，依次串联开关S、灯泡L1回到电源的负极，然后把灯泡L2与电流表串联后并联在L1两端，最后把电压表并联在L2两端，如答案所示。四、实验题11．（2022·广东深圳·九年级期中）小明选用两节新电池，两个小灯泡，一个电压表来探究串联电路电压的特点。（1）若要测量灯泡L1两端的电压，请在图甲中画出导线，补充完整实物图；（2）小明连接好电路，闭合开关前，发现电压表指针如图乙所示，出现这种情况的原因是________；（3）L1与L2应该选择规格_______（填“相同”或“不相同”）的小灯泡，目的是________；（4）闭合开关后，小明发现两灯都不发光，于是分别把电压表接在图丙中AB两点、BC两点及AC两点，测得数据分别是UAB=3V，UBC=0V，UAC=3V；小明检查发现只有灯L1和灯L2中的一盏出现故障，则故障可能是___________；（5）故障排除后，用电压表分别测出A与B、B与C、A与C两点间的电压UAB，UBC，UAC，将数据记录在下表中；次数AB间的电压/VBC间的电压/VAC间的电压/V11.01.82.821.21.62.831.11.72.8分析表中的数据，可得出的结论为：___________；（6）另外一位同学小红认为小明这样操作太麻烦，只需将与A点相连的导线改接到C点即可。请评价小红同学提出方案的可行性（说明理由）___________。【答案】

电压表没有调零

不相同

获得普遍性规律

L1断路

串联电路总电压等于各用电器两端电压之和

不行，这样会导致电压表正负接线柱接反【详解】（1）[1]探究串联电路电压的特点，若要测