4.24.5電流的測量電壓的測量

4.24.5電流的測量電壓的測量【知識網(wǎng)絡(luò)】【知識掌握】一、電流的測量1、電荷的定向移動稱為電流。規(guī)定正電荷移動的方向為電流方向。從電源的正極流向負(fù)極(金屬導(dǎo)體中實際移動的是帶負(fù)電的自由電子，此時電路中的電流方向與電荷的實際移動的方向相反）。2、電流強度(簡稱電流)用字母I表示,單位：安培,簡稱安，符號為A,更小的單位有毫安mA和微安μA，1A=103mA=106μA3、電流表的符號：A使用方法：①正確選擇量程。使用前應(yīng)先檢查指針是否指在零刻線處；用試觸法確定量程。②必須把電流表串聯(lián)在電路中。③使電流從電流表“+”接線柱流進(jìn),從“”接線柱流出。④絕對不允許不經(jīng)過用電器把電流表直接接到電源兩極，否則，電流表會因通過的電流太大而燒毀。5、試觸法：在不能預(yù)先估計被測電流大小的情況下，應(yīng)先拿電路的另一個線頭迅速試觸電流表最大量程的接線柱，如果指針偏轉(zhuǎn)太小，再使用較小的量程。6、電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。第5節(jié)電壓的測量1、電壓是使電路中自由電荷發(fā)生定向移動形成電流的原因。2、電源的作用：使電路存在一個穩(wěn)定的電壓而使電流得以持續(xù)。導(dǎo)體中形成電流的條件：閉合電路、有電壓。3、電源是提供電壓的裝置。電源產(chǎn)生電壓，電壓產(chǎn)生電流。4、電壓：U單位：伏特，簡稱伏，V1千伏(KV)=103伏(V)=106毫伏(mV)=106微伏(μV)5、重要的電壓值：①一節(jié)干電池U=1.5V②家庭電路U=220V③對人體的安全U≤36、電壓的測量：電壓表；電路符號：V7、使用規(guī)則：①并聯(lián)在電路中；②“+”進(jìn)、“”出；③必須選擇正確量程；注:電壓表可以直接連到電源兩極，測出電源的電壓。電壓表相當(dāng)于一段斷開的導(dǎo)線,不會對所測的電路產(chǎn)生影響。電流電壓電荷定向移動形成電流推動電荷定向移動形成電流表示字母IU單位安(A)伏(V)測量工具電流表電壓表測量工具的使用不同點串聯(lián)并聯(lián)相同點1.正接線柱流入,負(fù)接線柱流出;2.正確選擇量程。8、串聯(lián)電路中，總電壓等于各部分電壓之和(分壓)。并聯(lián)電路中,各支路的電壓相等,都等于電源的電壓(等壓)。串聯(lián)電路：等流分壓；并聯(lián)電路：等壓分流?！纠}精析】例1．如圖所示的實物連接圖中，電流表A1和A2測的電流分別是（）A．燈泡L1、燈泡L2 B．干路、干路 C．干路、燈泡L2 D．燈泡L1、干路【解答】解：由圖可知，閉合開關(guān)，電流的路徑有兩條，為并聯(lián)電路；電流表A1接在干路中，測量干路的電流；電流表A2與燈泡L2串聯(lián)在支路中，測量通過燈泡L2的電流。故選：C。例2．如圖所示四個電路圖中，能正確測量通過L1電流的電路是（）A． B． C． D．【解答】解：A、電流表的正負(fù)接線柱接反了，故A錯誤。B、電流表串聯(lián)在干路上，測量干路電流，故B錯誤。C、電流表和L1串聯(lián)，電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出，故電流表測量L1的電流，故C正確。D、電流表和L2串聯(lián)，電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出，故電流表測量L2的電流，故D錯誤。故選：C。例3．導(dǎo)線中自由電子定向移動需要“動力”的推動，圖中用高度差形象地表示了由電池提供的這種推動作用，那么高度差表示的量是（）A．電流 B．電阻 C．電壓 D．電功【解答】解：自由電子定向移動形成電流，電壓是形成電流的原因。圖中用高度差形象地表示了由電池提供的這種推動作用，動力即為電壓，故C符合題意，A、B、D不符合題意。故選：C。例4．如圖所示，在燒杯中加入鹽水，然后將連在電壓表上的銅片和鋅片插入鹽水中，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（）A．電壓表的示數(shù)是7.5伏 B．導(dǎo)線a中自由電子從鋅片移動到“﹣”接線柱 C．可以將電壓表換成電流表 D．圖中虛線部分相當(dāng)于電路中的用電器【解答】解：A、電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.5V，故A錯誤；B、根據(jù)圖示可知，因為銅片與電壓表的正接線柱相連，因此銅片為鹽水電池的正極；電流從電源的正極流出，經(jīng)過電壓表回到電源的負(fù)極；自由電子定向移動的方向與電流的方向相反，所以導(dǎo)線a中自由電子從鋅片移動到“﹣”接線柱，故B正確；C、將電壓表換成電流表，電流表直接接在電源的兩極上，會損壞電流表和電源，故C錯誤；D、圖中虛線部分可以提供電壓，相當(dāng)于電路中的電源，故D錯誤。故選：B。例5．如圖所示，某興趣小組用電壓表來測量自制水果電池兩端的電壓。下列說法正確的是（）A．鐵片是水果電池的正極 B．該水果電池的電壓是3V C．兩個水果電池串聯(lián)后可提供更高電壓 D．水果電池中正電荷從銅片向鐵片移動【解答】解：A、圖中電壓表的指針正向偏轉(zhuǎn)，說明電流從電壓表的正接線柱流入、負(fù)接線柱流出，即電壓表的正接線柱與電源的正極相連，其負(fù)接線柱與電源的負(fù)極相連，因此銅片為水果電池的正極，鐵片為水果電池的負(fù)極，故A錯誤；B、由圖知電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，則水果電池的電壓為0.6V，故B錯誤；C、兩節(jié)電池串聯(lián)時，總電壓等于各個電池電壓之和，所以兩個相同水果電池串聯(lián)后可提供更高電壓，故C正確；D、水果電池中負(fù)電荷是從正極流向負(fù)極，即從銅片向鐵片移動，正電荷是從負(fù)極流向正極，即從鐵片向銅片移動，故D錯誤。故選：C。例6．小瑩同學(xué)測量電流時，連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針向左偏轉(zhuǎn)至圖甲所示位置，原因是電流表正負(fù)接線柱接反了；斷開開關(guān)，糾正錯誤后，再閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)至圖乙所示位置，接下來的操作是：斷開開關(guān)，換接0～0.6A的量程繼續(xù)進(jìn)行實驗?！窘獯稹拷猓哼B接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針向左偏轉(zhuǎn)至圖甲所示位置，說明電流表正負(fù)接線柱接反；斷開開關(guān)，糾正錯誤后，再閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)指針偏至圖乙所示位置，指針偏轉(zhuǎn)角度太小，說明所選的量程太大，接下來的操作是：斷開開關(guān)，換接0～0.6A的量程，繼續(xù)進(jìn)行實驗。故答案為：正負(fù)接線柱接反了；換接0～0.6A的量程。例7．如圖是一個電池的示意圖，該裝置可產(chǎn)生氣體和電流。老師告訴同學(xué)只要用兩種不同的導(dǎo)體做電極，用水果代替實驗中的稀硫酸也可以組成一個電池，產(chǎn)生電流的原理是一樣的。同學(xué)們很感興趣，在課外實驗中，同學(xué)們進(jìn)行了水果電池的制作，記錄了以下的實驗數(shù)據(jù)：不同電極時單個西紅柿水果電池的電流和電壓。注：除電極材料不一樣外，其它實驗條件相同，請回答以下問題：電極碳棒﹣銅片碳棒﹣鐵片碳棒﹣鋅片電流強度（mA）1.434.264.63電壓（V）0.61.21.3（1）上述裝置中能量的轉(zhuǎn)變是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。該實驗經(jīng)過一段時間后溶液pH的變化是增大（增大、減小、不變）。（2）假如僅改用鎂片和碳棒做電極，其它實驗條件不變，根據(jù)上表的實驗數(shù)據(jù)，你猜想產(chǎn)生的電壓應(yīng)比表中三種電池產(chǎn)生的電壓都大（選填“都大”、“都小”、“處在它們之間”或“無法判斷”）。（3）將三個用碳棒和鋅片做電極的單個水果電池串聯(lián)起來，將銘牌為“2.5V0.3A”的一個小燈泡串聯(lián)接入該電路，開關(guān)閉合后，小燈泡并不正常發(fā)光，原因是由于水果電池的內(nèi)阻太大，與小燈泡串聯(lián)后，燈分得的電壓太小，實際功率太小，無法使燈泡正常發(fā)光?！窘獯稹拷猓海?）上述裝置中，發(fā)生了Zn和稀硫酸的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。由于稀硫酸參與了化學(xué)反應(yīng)，所以稀硫酸中的氫離子的逐漸減少，PH值逐漸增大；（2）根據(jù)表中給的信息Cu﹣0.6V、Fe﹣1.2V、Zn﹣1.3V，可以推測，隨著金屬活動性越強，產(chǎn)生的電壓越大；由于鎂的活動性更強，鎂產(chǎn)生的電壓越大，所以改用鎂片和碳棒做電極，其它實驗條件不變，產(chǎn)生的電壓比表中三種電池產(chǎn)生的電壓都大；（3）將三個用碳棒和鋅片做電極的單個水果電池串聯(lián)起來，電壓可以達(dá)到1.3V×3＝3.9V；但由于水果電池的內(nèi)阻太大，與小燈泡串聯(lián)后，燈分得的電壓太小，實際功率太小，無法使燈泡正常發(fā)光。故答案為：（1）化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；增大；（2）都大；（3）由于水果電池的內(nèi)阻太大，與小燈泡串聯(lián)后，燈分得的電壓太小，實際功率太小，無法使燈泡正常發(fā)光。例8．如圖甲所示，將鐵片和銅片插入稀硫酸中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時指針位置如圖乙所示，則電流大小為0.1安，裝置中的虛線框部分相當(dāng)于電路中的電源，銅片是電源的正極。在其它都不變時，將鐵換成更活潑的金屬X，產(chǎn)生了更大的電流，則金屬X可能是鋅（選填“鋅”、“銀”或“銅”）?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，電流表選用的是小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.1A；電流表在使用時，電流要從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出，銅與電流表的正接線柱連接，所以銅片是電源的正極；“鋅”、“銀”或“銅”三種金屬的活潑性最強的是鋅，故金屬X可能是鋅。故答案為：0.1；正；鋅?！眷柟烫岣摺?．小寧的探究小組在練習(xí)使用電壓表時，軍軍把電壓表接成了如圖所示的電路。當(dāng)閉合開關(guān)時所發(fā)生的現(xiàn)象是（）A．燈泡亮、電壓表有示數(shù) B．燈泡亮、電壓表無示數(shù) C．燈泡不亮、電壓表有示數(shù) D．燈泡不亮、電壓表無示數(shù)【解答】解：由于電壓表的電阻比較大，串聯(lián)使用時，電路中的電流很小，燈泡不會亮，但電壓表有讀數(shù)，接近于電源電壓。故選：C。2．如圖所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S斷開時，下列說法中正確的是（）A．開關(guān)兩端的電壓為零 B．電燈兩端的電壓為零 C．電源兩端的電壓為零 D．電源正極到燈泡有電流【解答】解：A、開關(guān)S斷開時，開關(guān)的兩個接線柱分別與電源的正負(fù)極接通，故開關(guān)兩端有電壓，且電壓值等于電源電壓；故A錯誤；B、開關(guān)S斷開時，燈泡與電源的負(fù)極斷開，所以電燈兩端電壓為零；故B正確；C、電源是給電路提供電壓的裝置，開關(guān)S斷開時，電源兩端（即正負(fù)極之間）的電壓不為零；故C錯誤；D、因為B正確，所以D錯誤；故選：B。3．如圖所示，已知兩只燈泡L1和L2是串聯(lián)的，則在①、②和③三個電表中（電流表或電壓表）判斷正確的是（）A．①是電流表，②和③是電壓表 B．①和③是電壓表，②是電流表 C．①和②是電流表，③是電壓表 D．①②和③都是電流表【解答】解：本題要求兩只燈泡串聯(lián)連接，則電路中只有一條電流的路徑，如下圖中紅線所示，則可以判斷電流通過的電表②為電流表，沒有通過的電表①和③為電壓表。故選：B。4．如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，燈泡發(fā)光，電路正常。若將電壓表與電流表交換位置，電路可能出現(xiàn)的情況是（）A．電流表、電壓表被燒毀 B．電壓表示數(shù)接近電源電壓 C．燈泡正常發(fā)光 D．電流表有示數(shù)【解答】解：由圖可知，電壓表并聯(lián)燈泡的兩端，測量的是電源的電壓，電流表測電路中電流；當(dāng)兩表互換后，則電壓表串接在電路中，因其內(nèi)阻過大，則由歐姆定律可得，電路中有很小電流的，故電流表示數(shù)接近為零，燈泡不亮；而此時相當(dāng)于電壓表并聯(lián)在電源兩端，故測量的仍為電源電壓，故電壓表示數(shù)接近電源電壓。ACD錯誤，B正確。故選：B。5．如圖所示電路，各元件完好，下列說法正確的是（）A．若甲乙都是電壓表，S1、S2都閉合，則R1和R2并聯(lián) B．若甲乙都是電流表，S1閉合、S2斷開，則R1和R2是串聯(lián) C．若甲電流表，乙是電壓表，S1閉合、S2斷開，則甲表測R2電流 D．若甲是電壓表，乙是電流表，S1閉合S2斷開，則甲表測電源電壓【解答】解：A、若甲乙都是電壓表，S1、S2都閉合，電流只有一條路徑，則R1和R2串聯(lián)，故A錯誤；B、若甲乙都是電流表，S1閉合、S2斷開，電流有兩條路徑，分別經(jīng)過兩個電阻，則R1和R2是并聯(lián)，故B錯誤；C、若甲電流表，乙是電壓表，S1閉合、S2斷開，電路中R1的簡單電路，則甲表測R1電流，故C錯誤；D、若甲是電壓表，乙是電流表，S1閉合S2斷開，則甲表串聯(lián)在了干路中，測的是電源電壓，故D正確。故選：D。6．如圖所示的電路中，閉合開關(guān)，電流表測量的是（）A．通過燈Ll的電流 B．通過燈L2的電流 C．通過燈L1和燈L2的電流之和 D．電源供給電路的總電流【解答】解：由實物圖知：當(dāng)閉合開關(guān)，電流有兩個路徑：正極﹣燈泡L1﹣開關(guān)﹣負(fù)極；正極﹣燈泡L2﹣電流表﹣開關(guān)﹣負(fù)極。所以電流表與燈泡L2串聯(lián)，測量的是通過L2的電流。故選：B。7．如圖所示的四個電路中，電源及各燈泡規(guī)格均相同。當(dāng)開關(guān)閉合時，電流表讀數(shù)最大的是（）A．只有甲 B．只有乙 C．甲和丙 D．甲和丁【解答】解：設(shè)每個燈泡電阻為R，電源電壓為U，由電路圖可知，甲丁兩電路中，燈泡并聯(lián)，總電阻為R2電流表測干路電流，I甲＝I丁=U乙圖中，兩燈泡串聯(lián)，電流表測干路電流，I乙=U丙圖中兩燈泡并聯(lián)，電流表測其中一個支路的電流，I丙=U故甲丁電流表示數(shù)最大，乙的示數(shù)最?。还蔬x：D。8．在實驗室，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)一個電流表有兩個量程，大量程是0～9A，小量程模糊不清。為了測量小量程是多少，她先用大量程接入電路，指針位置如圖a所示，然后再改用小量程接入同一電路，指針指示如圖b所示，則電流表的小量程為（）A．0～0.6A B．0～1A C．0～2A D．0～3A【解答】解：大量程的每一個大格是3A，每一個小格是0.3A，示數(shù)是1.5A，大小量程的電流表接入的是同一電路，示數(shù)應(yīng)該是相同的，b圖中指針的位置是1.5A，所以，小量程為0～3A。故選：D。二．填空題（共3小題）9．如圖為實驗室常用的電壓表內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，線圈通過導(dǎo)線與接線柱相連。（1）當(dāng)線圈中有電流通過時，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其原理是通電導(dǎo)體在磁場中會受力的作用。（2）該電壓表有兩個量程，若使用小量程，則應(yīng)把導(dǎo)線接在圖中A、B兩個接線柱上。（填字母）【解答】解：（1）當(dāng)線圈中有電流通過時，指針因受磁場的力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，所以其原理是：通電導(dǎo)體在磁場中會受力的作用；（2）電壓表有兩個量程，指針指在電壓表同一位置時，所以測得電壓不同，但指針偏轉(zhuǎn)角度相同，即該線圈受到磁場力的作用相等，而磁場沒有發(fā)生改變，說明通過的電流相同，由I=UR知，所測電壓小時，電路電阻較小，所測電壓大時，電路電阻較大，由圖可知，若使用小量程，應(yīng)把導(dǎo)線接在圖中A、故答案為：（1）通電導(dǎo)體在磁場中會受力的作用；（2）A、B。10．（1）對人體安全的電壓為不高于36V。（2）電鰻是生活在南美洲奧里諾科河和亞馬遜河一帶的一種魚，它在獵物時可以放出400﹣600V的高壓電。它的身體中有80%的細(xì)胞可以產(chǎn)生電，通常每個細(xì)胞長0.1毫米，產(chǎn)生0.14V的電壓。產(chǎn)電細(xì)胞的電壓如此小，電鰻為什么能放出600V的高壓電呢？試用所學(xué)的電學(xué)知識解釋這一現(xiàn)象：鰻魚的每個細(xì)胞相當(dāng)于一節(jié)電池，這些細(xì)胞電池是串聯(lián)的，提供的電壓為各細(xì)胞提供的電壓之和，可以達(dá)到600V的高壓?！窘獯稹拷猓海?）人體安全電壓為不高于36V；（2）鰻魚的每個細(xì)胞相當(dāng)于一節(jié)電池，這些細(xì)胞電池是串聯(lián)的，提供的電壓為各細(xì)胞提供的電壓之和，可以達(dá)到600V的高壓。故答案為：（1）不高于36V；（2）鰻魚的每個細(xì)胞相當(dāng)于一節(jié)電池，這些細(xì)胞電池是串聯(lián)的，提供的電壓為各細(xì)胞提供的電壓之和，可以達(dá)到600V的高壓。11．如圖甲所示的電路，當(dāng)開關(guān)閉合，電流表測量的是通過L2（選填“電源”、“L1”或L2”的電流，電流表的指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示，電流表的示數(shù)為0.28A。【解答】解：由甲圖可知，閉合開關(guān)后，電流表與燈L2串聯(lián)在同一支路中，因此測量的是燈L2的電流；讀圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，其示數(shù)為0.28A。故答案為：L2；0.28。三．實驗探究題（共2小題）12．為了觀察小燈泡中電流的變化，小宇選用了電流表、電壓表、兩節(jié)干電池、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等器材，（1）請你幫他完成如圖實驗電路的連接。（2）小明也做了這個實驗，但是他接好電路后，無論怎樣移動滑片P，電表示數(shù)都不變化，且燈光較暗，可能的原因是滑動變阻器同時接下面兩個接線柱。（3）某同學(xué)用電流表測量電流時，發(fā)現(xiàn)電表指針向左邊沒有刻度的地方偏轉(zhuǎn)，這是因為正負(fù)接線柱接反。【解答】解：（1）電源電壓是U＝1.5V×2＝3V，電壓表選0～3V量程；電流表選0～3A量程；把電源、電流表、燈泡、滑動變阻器、開關(guān)串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端即可完成電路連接，實物電路圖如圖所示。（2）滑動變阻器同時接下面兩個接線柱，滑動變阻器全部阻