第二节 电压和电位《电工技术模块》湖南省（对口招生）电工电子类 知识点讲解

湖南省（对口招生）电工电子类《电工技术模块》知识点讲解 电压和电位 【考纲要求】 1.识记电压、电位的定义、单位、方向规定及分类（直流电压、交流电压），掌握核心概念与换算关系。 2.认识电压表的类型、图形符号，掌握其量程选择、接线方式、读数方法及使用规范。 3.理解电位的相对性，掌握参考点选择方法，能进行电路中各点电位及电位差（电压）的计算。 4.能识别电压、电位测量中的常见故障并分析原因，具备基础的测量操作与问题解决能力。 【知识网络】 【知识和技能要点】 考点1 电压的基本知识与测量（识记+应用） 1. 电压的基本知识 定义：电路中两点间的电位差称为电压，用符号U表示，本质是电场力移动单位正电荷从一点到另一点所做的功。 单位及换算： 标准单位：伏特（V），简称伏； 常用单位：千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）； 换算关系：1kV=10³V，1V=10³mV，1mV=10³μV（高频考点）。 方向规定： 实际方向：从高电位点指向低电位点（电位降方向）； 参考方向：分析电路时任意设定，若计算结果为正，说明实际方向与参考方向一致，反之相反。 电压的分类（高频考点）： 类型 核心特征 方向特点 常见应用举例 直流电压（DC） 大小和方向不随时间变化 恒定不变（高→低） 干电池、手机充电器输出、直流电源 交流电压（AC） 大小和方向随时间周期性变化 按正弦规律交替变化 家庭插座（220V）、工业动力电（380V） 2. 电压的测量 核心仪器：电压表（符号Ⓥ），分为直流电压表（标注“+”“-”）和交流电压表（无正负极标注）； 仪器特性：内阻极大，测量时需并联在被测电路两端（易错点：切勿串联，否则电路近似开路）。 使用规范（核心步骤，高频考点）： 量程选择：先估测电压大小，选择合适量程；无法估测时用“试触法”（用最大量程快速接触接线柱，根据指针偏转调整）； 接线要求：必须并联在被测两点间，直流电压表需区分正负极（电流从“+”流入，“-”流出），交流电压表无正负极之分； 读数方法：指针式需确定分度值（如10V量程分度值0.2V），视线与指针平齐；数字式直接读取数值。 常见故障及排除（易错点）： 故障现象 可能原因 排除方法 指针反向偏转（直流表） 正负接线柱接反 调换“+”“-”接线柱 指针偏转角度极小 量程选择过大 更换较小量程 指针超过最大刻度 量程选择过小 立即断开电路，更换大量程 指针无示数 电路断路、电压表接触不良 检查电路通断，重新连接电压表 【练习题】 一、单项选择题 1.电压的国际主单位是（ ） A. 安培（A） B. 伏特（V） C. 欧姆（Ω） D. 瓦特（W） 2.关于电压的定义，下列说法正确的是（ ） A. 电压是电荷定向移动形成的 B. 电压是电路中两点间的电位差 C. 电压反映电荷流动的强弱 D. 电压与参考点选择有关 3.电路中电压的实际方向是（ ） A. 正电荷移动的方向 B. 高电位指向低电位的方向 C. 负电荷移动的方向 D. 从电源负极指向正极 4.下列单位换算关系正确的是（ ） A. 1kV=10²V B. 1mV=10³V C. 1V=10⁶μV D. 1μV=10³mV 5.直流电压的显著特点是（ ） A. 大小随时间变化 B. 方向随时间变化 C. 大小和方向均不变 D. 大小和方向随机变化 6.家庭照明电路中使用的电压类型是（ ） A. 直流电压 B. 交流电压 C. 脉冲电压 D. 恒定电压 7.使用电压表测量电压时，正确的连接方式是（ ） A. 串联在被测电路中 B. 并联在被测电路两端 C. 与被测电路任意连接 D. 串联在电源两端 8.用直流电压表测量时，指针反向偏转，原因是（ ） A. 量程选择过大 B. 正负接线柱接反 C. 电压表短路 D. 电路断路 9.1.2kV等于（ ） A. 120V B. 1200V C. 12mV D. 1.2×10⁶μV 10.关于交流电压的描述，错误的是（ ） A. 方向随时间周期性变化 B. 家庭用电有效值为220V C. 大小始终保持不变 D. 波形可为正弦波 二、填空题 1.电压是电路中______的电位差，用符号______表示，反映电场力______的能力。 2.电压的国际主单位是______，常用单位有______、______和______。 3.规定电压的实际方向为______电位指向______电位，与电位______方向一致。 4.1kV=______V，1mV=______V，1μV=______mV=______V。 5.直流电压的大小和______不随时间变化，交流电压的大小和______随时间周期性变化。 6.测量电压的仪器是______，其图形符号为______，使用时必须______在被测电路两端。 7.直流电压表接线时，电流应从______接线柱流入，从______接线柱流出。 8.无法估测电压大小时，可用______法选择量程，即先用______量程快速试触。 9.0.5kV=______V=______mV，300mV=______V，5μV=______V。 10.家庭插座的交流电压有效值为______V，工业动力电的线电压为______V。 三、综合题 1.简述电压的定义、单位换算关系及直流电压与交流电压的核心区别。 2.简述使用电压表测量直流电压的完整操作步骤（从量程选择到读数）。 3.完成下列单位换算： （1）2.5kV = ______V = ______mV （2）450mV = ______V = ______μV （3）6μV = ______mV = ______V （4）0.08kV = ______mV 4.用电压表测量某直流电路两点间电压时，出现指针反向偏转和指针偏转极小两种故障，请分别分析原因及排除方法。 【答案】 一、单项选择题 1.B 2.B 3.B 4.C 5.C 6.B 7.B 8.B 9.B 10.C 二、填空题 1.两点间；U；做功 2. 伏特（V）；千伏（kV）；毫伏（mV）；微伏（μV） 3.高；低；降 4. 10³；10⁻³；10⁻³；10⁻⁶ 5. 方向；方向 6.电压表；Ⓥ；并联 7. “+”；“-” 8. 试触；最大 9. 500；5×10⁵；0.3；5×10⁻⁶ 10.220；380 三、综合题 1.答：电压是电路中两点间的电位差，用符号U表示；单位换算：1kV=10³V，1V=10³mV，1mV=10³μV；核心区别：直流电压大小和方向不随时间变化，交流电压大小和方向随时间周期性变化。 2.答：操作步骤：（1）估测电路电压大小，选择合适量程（无法估测时选用最大量程）；（2）将电压表并联在被测两点间，注意正负极（“+”接高电位端，“-”接低电位端）；（3）检查接线无误后，闭合开关；（4）观察指针偏转情况，若反偏或超量程，立即断开开关调整；（5）指针稳定后，根据量程和分度值读取电压数值；（6）测量完成后，断开开关，拆除电压表。 3.答：（1）2500；2.5×10⁶ （2）0.45；4.5×10⁵ （3）0.006；6×10⁻⁶ （4）8×10⁴ 4.答：（1）指针反向偏转：原因是直流电压表正负接线柱接反；排除方法：调换“+”“-”接线柱。（2）指针偏转极小：原因是量程选择过大；排除方法：断开电路，更换较小量程重新测量。 考点2 电流的测量（应用+技能） 1. 电位的基本知识 •定义：电路中某点到参考点的电位差称为该点的电位，用符号φ表示（如表示A点电位）。 •单位：伏特（V），与电压单位相同。 •参考点（高频考点）： ￮定义：人为选定的电位为0V的点，通常选大地、电源负极或公共节点； ￮相对性：电位的数值与参考点选择有关（易错点：同一电路中参考点必须唯一，否则电位计算无意义）； ￮表示方法：，表示A点比参考点电位高5V；，表示B点比参考点电位低3V。 •电位与电压的关系（核心公式，高频考点）： （A、B两点间的电压等于A点电位减去B点电位）； ￮推论：，电压具有方向性。 •等电位原理： ￮定义：电位相等的点（）称为等电位点，等电位点间的电压U_AB=0； ￮应用：等电位点间可短接，不影响电路工作（如电工操作中的等电位接地）。 2. 电位的计算方法（高频考点+易错点） •计算步骤： a.选定参考点（通常设φ=0V）； b.从待求点出发，沿任意一条路径到参考点； c.途中遇到电位升（如电源正极→负极）取正，电位降（如电阻、负载）取负，求和即为该点电位。 •易错提醒： ￮路径选择不影响结果，可选择元件最少的路径简化计算； ￮电源的电位升：正极电位高于负极，如12V电源，正极比负极高12V； ￮电阻的电位降：电流从高电位端流向低电位端，根据欧姆定律U=IR计算电位降。 3. 电位的应用 •判断元件工作状态：如二极管导通条件是阳极电位高于阴极电位（硅管≥0.7V）； •电路故障定位：通过测量各点电位，判断是否存在断路、短路（如某点电位异常升高或降低）。 【练习题】 一、单项选择题 1.电位的国际主单位是（ ） A. 安培（A） B. 伏特（V） C. 欧姆（Ω） D. 库仑（C） 2.关于电位的描述，正确的是（ ） A. 电位是绝对的，与参考点无关 B. 电位是相对的，与参考点有关 C. 电位的单位与电压不同 D. 同一电路中可选择多个参考点 3.电路中参考点的电位规定为（ ） A. 1V B. 0V C. 5V D. 10V 4.若电路中A点电位为（ ） A. 5V B. -5V C. 11V D. -11V 5.若为（ ） A. 8V B. -4V C. 4V D. -8V 6.下列关于电位与电压的关系，正确的是（ ） A. B. C. 电位与电压无关 D. 电压具有绝对性 7.等电位点的特点是（ ） A. 电位相等，电压不为零 B. 电位相等，电压为零 C. 电位不等，电压为零 D. 电位不等，电压不为零 8.计算电路中某点电位时，参考点选择不同，该点电位（ ） A. 不变 B. 变大 C. 变小 D. 可能变化 9.电路中，电流从A点流向B点，说明（ ） A. B. C. D. 无法判断 10.硅二极管导通的条件是（ ） A. 阳极电位低于阴极电位 B. 阳极电位高于阴极电位≥0.7V C. 阳极电位高于阴极电位≥0.2V D. 与电位无关 二、填空题 1.电位是电路中某点到______的电位差，用符号______表示。 2.电位的国际主单位是______，与______的单位相同。 3.参考点的电位规定为______V，通常选择______、______或公共节点作为参考点。 4.两点间的电压等于两点电位______，公式为=______。 5.若。 6.等电位点间的电压为______V，电路中等电位点可______连接。 7.计算电位时，沿路径遇到电位升取______，遇到电位降取______，求和即为该点电位。 8.电源的正极电位______负极电位，电阻上电流从______电位端流向______电位端。 9.若参考点选在电源负极，电源电压为12V，则电源正极的电位为______V。 10.某电路中，，则C点比D点电位______V，=______V。 三、综合题 1.简述电位的定义、参考点的作用及电位与电压的关系。 2.已知电源U=12V，R₁=2Ω，R₂=4Ω，参考点选在电源负极（φ=0V），求A、B两点的电位及。 （电路图连接：电源正极→R₁→A点→R₂→B点→电源负极） 3.若上题中参考点改为A点（），重新计算，说明电压与参考点的关系。 4.某电路中，，参考点为O点。（1）求U₁₂、U₂₃、U₁₃；（2）若参考点改为φ₂=0V，求φ₁'、φ₃'及U₁₃'，验证电压的绝对性。 【答案】 一、单项选择题 1.B 2.B 3.B 4.A 5.A 6.B 7.B 8.D 9.A 10.B 二、填空题 1.参考点；φ 2. 伏特（V）；电压 3. 0；大地；电源负极 4. 之差；φ_A - φ_B 5.6；-6 6. 0；短接 7. 正；负 8. 高于；高；低 9. 12 10. 低8；-8 三、综合题 1.答：电位是电路中某点到参考点的电位差，用符号φ表示；参考点是人为选定的电位为0V的点，作用是使电位具有确定数值，同一电路中参考点唯一；电位与电压的关系：，电压是两点间的电位差，具有绝对性（与参考点无关），电位具有相对性（与参考点有关）。 2.答：电路总电阻R=R₁+R₂=6Ω，总电流I=U/R=12V/6Ω=2A； 电位计算：； ； 3.答：参考点改为A点 结论：电压与参考点选择无关，具有绝对性。 4.答： 验证：电压与参考点无关，具有绝对性。 【真题演练】 1.【2024年·选择题第3题】电路如图所示，已知电压表V1、V2的读数均为20V，则电压表V的读数为（ ） A.14.14V B.10V C.28.28V D.40V （考点：交流电压的叠加，电压的矢量计算；解析：本题考查RL串联电路中电压的矢量关系，V1测电阻电压，V2测电感电压，总电压为两者矢量和，即U=√(20²+20²)=28.28V，答案C） 2.【2022年·填空题第25题】如图16所示电路，A点的电位为______V。 （考点：电位计算，参考点选择；解析：电路中存在电压源和电流源，需选定参考点（通常为接地端），沿路径计算A点到参考点的电位差，答案：25V） 3.【2020年·选择题第3题】如图1所示的正弦交流电中，已知电流表A1的读数为8A，电流表A的读数为10A，则安培表A2的读数为（ ） A.18A B.6A C.2A D.0.8A （考点：交流电路中电压与电流的相位关系，间接考查电压的矢量特性；解析：本题本质是RL并联电路中电流的矢量计算，核心依据是电压相同，电流矢量叠加，答案B） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $