初中物理九年级《电压和电压表的使用》第一课时知识清单

初中物理九年级《电压和电压表的使用》第一课时知识清单

一、电压的概念与作用【基础】【高频考点】

（一）电压的初步认识

电压是形成电流的原因，是推动电荷定向移动形成电流的“动力”。电源的作用就是给用电器两端提供电压。在理解电压时，我们可以类比水压：水路中，水泵维持水压，水压推动水轮机转动；电路中，电源维持电压，电压推动电荷流动形成电流，使灯泡发光。电压通常用字母U表示。

（二）电压的单位

电压的国际单位是伏特，简称伏，符号为V。比伏特大的单位有千伏（kV），比伏特小的单位有毫伏（mV）和微伏（μV）。它们之间的换算关系是十进制的：1kV=10³V，1V=10³mV，1mV=10³μV。需要特别记忆一些常见的电压值：一节干电池的电压为1.5V，【非常重要】对人体安全的电压为不高于36V，【重要】家庭电路的电压为220V，【非常重要】一节铅蓄电池的电压为2V。这些常识性数值是中考物理选择题和填空题的常客，必须准确记忆。

（三）电压与电流的辩证关系【难点】

电压和电流是电路中的两个基本物理量，它们既有联系又有区别。电压是“因”，电流是“果”。有电压不一定有电流，因为电路中还需要有闭合的通路；但有电流则电路中该段路径两端一定有电压。电压是电路中产生电流的必要条件之一。

二、电压表的结构与认识【基础】

（一）电压表的外观与接线柱

电压表是测量电压大小的仪表，在电路图中的符号是⑦（一个圆圈内写V）。实验室常用的电压表有三个接线柱：一个“-”接线柱（或“COM”端）和两个正接线柱“3”和“15”。接入电路时，必须将电压表并联在被测电路的两端，并且使电流从“3”或“15”这样的正接线柱流入电压表，从“-”接线柱流出，即“正进负出”。【非常重要】

（二）电压表的量程与分度值

实验室电压表通常有两个量程。当使用“-”和“3”两个接线柱时，量程为0~3V，对应的分度值（表盘上一小格所代表的电压值）是0.1V。当使用“-”和“15”两个接线柱时，量程为0~15V，对应的分度值是0.5V。【非常重要】在实际操作中，为了读数精确，在不超过量程的前提下，应尽量选用小量程。如果不能预先估计被测电压的大小，可以采用“试触法”来选择量程，即迅速断开开关，用线头接触大量程的接线柱，观察指针偏转幅度，若偏转幅度过小（小于3V），则换用小量程。

（三）电压表的内阻特点

电压表本身是一个巨大的电阻，在理想的电路分析中，我们通常认为电压表的电阻是无限大的。在实际的初中物理范围内，我们可以将电压表视为“断路”，即通过电压表的电流极其微弱，可以忽略不计。正是因为电压表的内阻很大，所以它并联在电路中时，不会对原电路的用电器工作状态产生明显影响。这也是为什么电压表可以直接接在电源两端测量电源电压，而此时电流表绝对不允许直接接在电源两端。

三、电压表的正确使用方法【非常重要】【高频考点】

（一）电压表使用四步法

1.调零：使用前，检查电压表的指针是否对准零刻度线，如有偏差，需用螺丝刀进行机械调零。

2.并联：电压表必须与被测的那部分电路并联。要测哪个用电器两端的电压，就将电压表的两端并接在哪个用电器的两端。要测电源电压，就将电压表的两端并接在电源的正负极上。

3.正进负出：必须保证电流从电压表的正接线柱流入，从负接线柱流出。如果接反了，指针会反向偏转，不仅无法读数，还可能损坏电表。

4.选定量程：在不超过量程的前提下，选择小量程以提高测量的精确度。量程的选择是通过连接不同的接线柱来实现的。

（二）电压表测量对象的判断【难点】【必考】

在复杂的电路中，判断电压表测量的是哪一部分电路的电压，是学生必须掌握的核心技能。常用方法有两种：

1.去源法：将电源去掉（用断路代替），然后看电压表与哪个用电器构成了一个闭合回路，电压表测的就是那个用电器的电压。

2.节点法/滑移法：电压表的两根引线可以在不跨过电源、用电器的情况下，在导线（理想导线电阻为零）上任意移动。最终，电压表两端点之间所包含的那部分电路，就是它的测量对象。特别要注意，如果电压表的两端直接接在电源的两极上，则测的是电源电压；如果电压表的两端直接接在一根导线的两端，则示数为零，因为导线两端没有电压降。

四、电压表读数三步法【基础】【高频考点】

（一）明确量程

读数前，首先要看清电路连接中，电压表使用的是哪两个接线柱，从而确定所选用的量程是0~3V还是0~15V。

（二）确定分度值

根据量程确定分度值。若选用0~3V量程，分度值为0.1V；若选用0~15V量程，分度值为0.5V。

（三）视线垂直读数

读数时，视线要与表盘刻度盘垂直，避免因斜视造成读数误差。根据指针稳定后所指的刻度格数，乘以相应的分度值，即为所测电压值。例如，用0~15V量程时，若指针指在第22格，则读数应为22×0.5V=11V。

五、电压表与电流表的异同点对比分析【重要】

（一）相同点

1.使用前都需要调零。

2.都需要电流从正接线柱流入，负接线柱流出。

3.都需要选择合适的量程，且在不超量程的情况下，应选用小量程以提高精确度。

4.读数时都要先看清量程和分度值。

（二）不同点【易错点】

1.连接方式不同：电压表必须并联，电流表必须串联。这是最本质的区别。

2.对电路的影响不同：电压表内阻很大，视为开路；电流表内阻很小，视为导线。在故障分析中，常利用这一点进行电路状态的推断。

3.能否直接接电源：电压表可以直接接到电源两端测量电源电压；电流表绝对不能直接接到电源两端，否则会造成电源短路，烧坏电流表和电源。

4.符号不同：电压表符号为⑦，电流表符号为⑧。

六、电池的串联与并联对电压的影响【拓展】

（一）电池的串联

将多节电池首尾依次相连，叫做电池的串联。串联电池组的总电压等于各节电池电压之和。例如，将两节1.5V的干电池串联起来，可以得到3V的电压。用电器需要较高电压时，通常采用电池串联的方式。

（二）电池的并联

将多节电池的正极与正极相连，负极与负极相连，叫做电池的并联。并联电池组的总电压等于每节电池的电压。并联电池组不能提高电压，但可以提供更大的电流，延长供电时间。在初中阶段，通常不讨论电池的并联使用，但作为跨学科视野的拓展，需要有所了解。

七、常见电路故障分析中的电压表角色【难点】【必考】

（一）电压表有示数、电流表无示数

这种现象通常表明电路中出现了断路，并且断路点就发生在电压表所并联的那部分电路中。因为电压表内阻很大，当被测电路断路时，电压表相当于直接串联在了电路中，由于其内阻远大于其他用电器，根据串联分压原理，电压表两端会显示接近于电源电压的示数。而电路中的电流极其微弱，导致电流表无示数。

（二）电压表无示数

电压表无示数通常有两种可能：一是电压表本身所并联的电路之外的地方发生了断路，导致电压表两端无法与电源构成通路；二是电压表所并联的那部分电路发生了短路，此时该部分电路两端电压为零，电压表示数也为零。例如，如果一个小灯泡被短路，那么并联在这个小灯泡两端的电压表示数就会为零。

（三）电压表示数接近电源电压

除了上述的断路情况外，还有一种常见情况是滑动变阻器接入电路的电阻为零（即滑到阻值最小端）时，或者电路中某个用电器被短接，导致电压表直接并联在了电源两端，此时示数为电源电压。

八、探究串、并联电路电压规律的实验思想【重要】【高频考点】

（一）探究串联电路电压规律

实验目的：研究串联电路中，总电压（电源电压）与各部分用电器两端电压的关系。

实验方法：设计一个由两个不同规格的小灯泡L1、L2串联的电路。用电压表分别测出L1两端的电压U1、L2两端的电压U2，以及L1和L2两端的总电压U（即电源电压）。为了得出普遍规律，避免实验的偶然性，需要更换不同规格的小灯泡，或者改变串联电池的节数，进行多次测量。【非常重要】

实验结论：在串联电路中，电源电压等于各串联用电器两端电压之和，即U=U1+U2。

（二）探究并联电路电压规律

实验目的：研究并联电路中，各支路两端电压与电源电压的关系。

实验方法：设计一个由两个不同规格的小灯泡L1、L2并联的电路。用电压表分别测出L1两端的电压U1、L2两端的电压U2，以及电源电压U（通常也是L1和L2两端的电压）。同样，为了使结论具有普遍性，也需要更换不同规格的小灯泡，进行多次测量。

实验结论：在并联电路中，各支路两端电压都相等，且等于电源电压，即U=U1=U2。

（三）实验注意事项

1.连接电路时，开关必须断开。

2.电压表接线时要保证“正进负出”。

3.每次测量前，都要注意电压表量程的选择，最好先用大量程“试触”。

4.读数时要视线与刻度盘垂直，并记录数据。

5.实验数据记录表格的设计要清晰，应包括实验次数、U1、U2、U（或U1、U2、U总）等栏目。

九、电压在生活中的应用与拓展【素养提升】

（一）生物电

生物体内也存在微弱的电压，称为生物电。例如，心电图中记录的就是心脏跳动时产生的电压变化；脑电图则是大脑皮层神经细胞活动产生的电压变化。电鳗等生物能产生高达数百伏的电压用于捕食和自卫。

（二）跨步电压

当高压输电线发生接地故障时，电流流入大地，会在接地点周围的地面上形成不同的电压分布。当人行走在附近时，两脚之间存在的电压差就是跨步电压。跨步电压可能对人体造成伤害，因此遇到高压线落地时，应单脚跳离或双脚并拢跳离，避免形成跨步电压。

（三）传感器中的电压

许多传感器，如温度传感器（热电偶）、压力传感器等，其工作原理都是将非电学量（温度、压力）的变化转换为电压的变化，再通过测量电压来间接得知这些物理量的变化。

十、核心考点与解题策略【总览】

（一）常见题型与考查方式

1.选择题与填空题：主要考查电压的基本概念、单位换算、常见电压值、电压表的使用规则（如连接方式、量程选择、正负接线柱等）。

2.实验探究题：主要考查探究串并联电路电压规律的实验过程、电路连接、故障分析、数据分析和得出结论。

3.作图题：要求根据电路图连接实物图，或者在电路图中补全电压表，特别注意电压表的并联和正负接线柱。

4.计算题：通常结合欧姆定律，在简单的串联或并联电路中，根据电压规律进行简单的电压计算。

5.电路动态分析与故障题：通过电压表示数的变化来判断电路连接方式的变化或故障所在位置，是难度最大、综合性最强的题型。

（二）易错点归纳

1.概念混淆：误认为有电压就一定有电流，忽略通路条件。

2.连接错误：将电压表与被测电路串联，或者正负接线柱接反。

3.量程判断错误：不能根据接线柱正确判断量程，导致读数错误。

4.测量对象判断失误：在复杂电路中，无法准确判断电压表测的是哪部分电压。

5.忽略多次测量的目的：在实验题中，不明白更换灯泡或改变电源电压是为了得出普遍规律，而不是为了求平均值。

（三）解题步骤与解答要点

1.识图辨型：首先明确电路是串联还是并联，识别各元件的连接方式。

2.电表情境化：将电压表视为“断路”去掉，简化电路，判断用电器连接方式；再将电压表“还原”，用节点法判断其测量对象。【非常重要】

3.规律应用：根据串并联电路的电压规律（U=U1+U2或U=U1=U2）建立等量关系。

4.结合欧姆定律：若