7-电压与电压表.doc

电压与电压表下图所示为某校初二（1）班学生在布置迎元旦联欢晚会会场的一个情景。小莉同学将插头插入插座中，小彩灯发出了美丽的彩光，同学们高兴极了。可就在晚会快要开始时，小彩灯全部熄灭了，在场的物理老师很快查出，故障是这串小彩灯中的某一个灯泡的灯丝烧断了，你知道物理老师是用什么办法查出来的吗？一、电压概念的建立设想有一根可以让水流通过的水管，如果管子两端的水面有高度差（即水压），也就是水位不同，水就会从位置高的一端流向位置低的一端。有水位差，水才会定向流动形成水流。如高处的水塔可形成一定的水压来保证供水系统的正常工作。电流与水流相似，导体中的自由（正）电荷也要从电位高的地方向电位低的地方移动，大量电荷定向移动形成电流。导体两端的电压就是这种电位差，就是说，电路两端的电位高低不同，产生电位差，使电荷定向移动形成电流。电压越大，它对电荷的定向移动的作用就越大。电路中要有持续电流，必须有电源供电，电源能维持正、负极的电荷的积聚，能为导体两端提供电压，能不断地驱动闭合电路里的自由电荷做定向移动，保证整个电路有电流而正常工作。流水是由于上、下水位不同，出现压力差，而电路接入电源，电路两端出现电压，正是因为电源的正极有多余的正电荷，负极有多余的负电荷，从而在一定条件下，电路中有了电流。电源的电压高低，是由电源内部工作情况决定的。二、电压与水压的类比与区别电压使电路中形成电流，而电源则是提供电压的装置。但是在学习过程中不能把电压与水压等同起来，只能对照水压来理解电压，同时应注意两者的区别。归纳起来，我们可以从以下几个方面来加以类比和区别。（1）从它们的作用来看，水压使水管中形成水流，电压使电路中形成电流。可见电压是形成电流的原因。（2）从产生它们的装置来看，水压靠抽水机产生，抽水机把水从低水位提升到高水位，从而产生水压。电压靠电源产生，电源使正极聚集有正电荷，负极聚集有负电荷，从而使电源的正、负极间产生电压。从能量转化的角度看，抽水机消耗机械能来维持水压，电源也是消耗某种能量来维持电压的，例如干电池、蓄电池消耗化学能，发电机消耗机械能，硅光电池消耗太阳能等等。注意，不能误认为一个导体两端的电压也像一段水管两端的水压一样靠导体两端位置的高低不同而产生。（3）从它们作用的对象来看，水压是作用在一段水管两端，对于水管的某个横截面来说，水压是没有意义的。电压是作用在一段导体或一段电路的两端，对于导体的某个横截面或电路中的某一点，电压也是没有意义的，如我们常说的“电路上的电压”，指的是“这段电路两端的电压”。（4）从它们所起的作用大小来看，对于某一段水管，两端水压为零，则其中的水不流动，水流量为零，两端水压越大，水流量就越大。对于某一段导体，两端电压为零，则其中的自由电荷不发生定向移动，电流为零，两端电压越大，电流就越大。三、电压（1）电压的作用可以用水流的形成来理解电压。水在水管中流动时，水管两端必须要有一定的压力差，简称水压；同样，电荷在电路中定向流动时，电路两端也需要电压。闭合开关，导体中的电荷就在电压的作用下做定向运动形成电流。要在一段电路中产生电流。它的两端就要有电压。通常用字母U代表电压。【注意】电压是形成电流的原因，因而有了电流就一定有电压，但有电压不一定有电流，要在电路中得到持续的电流，必须满足两个条件：有电源；电路是通路。（2）电源的作用电源在电路中的作用就是给用电器两端提供电压。（3）电压的单位在国际单位制中电压的单位是伏特，简称伏，符号是V，比伏特大的单位有千伏（kV）,比伏特小的单位有毫伏（mV）、微伏（V）。它们之间的换算关系是：练习：完成下列单位换算：5000V=_kV=_mV22kV=_V=_mV电压的作用是使_定向移动形成_的原因。（4）几种常见的电压值需要记住的电压值有：一节干电池的电压U=1.5V；每个铅蓄电池的电压U=2V；照明电路的电压U=220V； 对人体的安全电压不高于36V（U36V）。将任意两个电源串联起来之后，则提供的电压为两电源之和；若将两个电压大小相同的电源并联起来之后，则提供的电压大小不变。练习：两节干电池串联起来的电压是_V；家庭电路的电压是_V；不高于_V的电压是安全的。例：关于电压,下列说法中不正确的是（ ）A.电压是电路中形成电流的原因 B.只要电路两端有电压,电路中就一定有电流C.电路中有电流时,电路两端就一定有电压 D.电源是提供电压的装置解析：电源在工作中不断地使正极聚集正电荷,负极聚集负电荷,从而保持电路两端有一定的电压,所以电源是提供电压的装置,D项是正确的。而电压使电路中的自由电荷发生定向移动形成了电流，A、C项是正确的。电路中有持续电流的必要条件有两个：电路两端要有电压；电路应该是通路。缺少其中任何一个条件，电路中都不会有电流，所以选项B是错误的。练习：干电池有1号电池、2号电池、5号电池等各种型号的电池，关于它们提供的电压，下列说法正确的是（）A1号电池比2号电池提供的电压大 B5号电池比1号电池提供的电压大C各种型号的电池提供的电压一样大D电池型号不同，电压也不同。四、怎样测量电压如同电流的测量一样，测量电压需要电压表。（1）电压表的认识【作用】测量电路两端电压的大小。【符号】【量程】常用的电压表有三个接线柱，两个量程。如图甲所示的电压表，两个量程共用一个“+”接线柱，标着“3”“15”的为负接线柱。当用“+”和“3”两个接线柱时，量程为03V，每一小格表示0.1V,当用“+”和“15”两个接线柱时，量程为015V，每一小格表示0.5V。如图乙所示的电压表，两个量程共用一个“”连线柱，标着“3”“15”的为正接线柱。当用“”和“3”两个接线柱时，量程为03V，每一小格表示0.1V;当用“”和“15”两个接线柱时，量程为015V，每一小格表示0.5V。【状元笔记】在不清楚被测电压大概是多少时，可以选用最大量程进行试触来估计电压的大小。“试触”，即在合上开关的瞬间就断开，而不是将开关一下子合到底，长时间不断开。（2）电压表的使用规则电压表要并联在被测电路的两端。因为电压只有对某段电路的两端来说才有意义，并联后，用电压表上的电压示数表示被测的电路两端的电压值。“+”“”接线柱的接法要正确。这里“正确”的意思是：电流从“+”接线柱流进电压表，从“”接线柱流出来，否则指针会反向偏转，造成指针碰弯而损坏电压表。例：如图612所示的电路中，为了测量电灯L1两端的电压，电压表连接正确的是（ ）解析：A项中画的电路图不太容易观察，我们可以采用移动电压表接线柱的方法来改变电路图。移动接线柱时，只能在位置相同的范围内移动，不能跨越用电器、电源，A项中我们把电压表的两个接线柱往下移动，就会发现电压表是并联在L1两端，正、负接线柱也正确。B项中电压表并联在L2两端，测的是L2两端的电压。C项中电压表是并联在L1两端，但正、负接线柱接得不对。D项可以认为电压表并联在电源两端，也可以认为并联在L1和L2的两端，测的是总电压。被测电压不要超过电压表的最大测量值。如果被测电压超过了电压表的最大测量值，不仅测不出电压值，电压表的指针还会被打弯，甚至烧坏电压表。电压表可以直接连到电源的正、负极上，这与电流表是不同的。【注意】能估测被测电压大小的，根据估测的电压大小，选择合适的量程。 不能估测被测电压大小的，要用最大量程试触法来选择合适的量程。练习：下列关于电压表的使用的说法中不正确的是（）A要把电压表与被测电路并联， B用电压表测电压时，量程要选得合适，C绝对不允许不经过用电器而把电压表直接接在电源的两极上，D电流应从电压表的“+”流进，从“”流出。练习：如图所示，开关S闭合后，电压表测的是（）A.灯泡L1两端的电压B.电源电压 C.灯泡L2两端的电压D.以上说法都不对（3）用电压表测干电池的电压1.将电压表的正接线柱与干电池的正极相连,负接线柱与干电池负极相连,电压表的示数等于电源电压。2.串联电池组的电压等于各节干电池的电压之和。3.并联电池组的电压等于各节干电池的电压。五、怎样在电压表上读数首先认清使用的哪一个量程，明确每一个大格表示的电压值。根据选用的量程，认清每一小格表示的电压值。如果使用的是03V的量程，则每个小格表示0.1V;如果使用的是015V的量程,则每个小格表示0.5V。接通电路后，看清指针向右转过多少小格，用每一小格表示的电压值乘以转过的小格数就是被测电压值。【状元笔记】电压表读数巧记方法：一看接线柱，确定量程数；二看每小格，表示多少伏；三看指针处，正视仔细读。例：如图613所示是电压表的表盘，下面的读数中正确的是（ ）A.若量程是03V，示数为1.35V B.若量程是03V，示数为1.7VC.若量程是015V，示数为9.7