内容正文:
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:U
3.单位:伏特V(国际单位)。千伏kV、毫伏mV。单位换算:1V=10-3kV=103mV
4.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,