第十一节 电路中各点电位的计算《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 电路中各点电位的计算 【考纲要求】 1.识记电位的定义、符号、单位，理解电位与电压的区别和联系，掌握参考点的选择原则及零电位的规定。 2.掌握电路中各点电位的基本计算步骤，能熟练运用直接计算法和KVL绕行法求解简单及复杂直流电路的各点电位，明确电压降的正负判断规则。 3.能根据电位计算结果分析电路工作状态，识别电位计算中的常见错误（如参考点选择错误、压降正负判断失误），具备针对性的纠错能力。 【知识网络】 【知识和技能要点】 考点1 电位的基本概念与参考点选择（识记+理解） 1.电位的定义 电位是指单位正电荷在电路中某点所具有的电位能，用符号表示，反映该点相对于参考点的电势高低，是标量。 2.单位 国际标准单位为伏特（V），常用单位有千伏（kV）、毫伏（mV），换算关系：，。 3.电位与电压的核心关系 电路中两点间的电压（电位差）等于两点的电位之差，公式为：。 - 电压（电位差）与参考点选择无关，是电路的固有属性； - 电位与参考点选择密切相关，参考点改变，各点电位随之改变。 4.参考点的选择原则 · 参考点是电路中人为规定的零电位点，用接地符号“”表示； · 一个电路中只能选择一个参考点，若选多个参考点会导致电位计算结果混乱； · 实际选点技巧：优先选电路的公共端、电源负极、低电位端，简化计算。 5.高频易错点提醒 · 误将“电压”和“电位”等同，忽略二者与参考点的关系差异； · 同一电路中更换参考点后，未重新计算各点电位，直接沿用原结果； · 接地符号理解错误，认为只有实际接地的点才能作为参考点。 【练习题】 一、单项选择题 1.电位的国际标准单位是（ ） A. 安培（A） B. 伏特（V） C. 欧姆（Ω） D. 瓦特（W） 2.关于电位与电压的关系，下列说法正确的是（ ） A. 电位和电压都与参考点选择有关 B. 电位和电压都与参考点选择无关 C. 电位与参考点有关，电压与参考点无关 D. 电位与参考点无关，电压与参考点有关 3.电路中人为规定的零电位点是（ ） A. 电源正极 B. 参考点 C. 任意用电设备两端 D. 电源中点 4.已知，，则的数值为（ ） A. 3V B. 5V C. 7V D. 10V 5.某电路中选电源负极作为参考点，若将参考点改为电源正极，电路中各点的（ ） A. 电位不变，电压改变 B. 电位改变，电压不变 C. 电位和电压都改变 D. 电位和电压都不变 6.电路中两点间的电压等于（ ） A. 两点的电位之和 B. 两点的电位之差 C. 任意一点的电位 D. 参考点的电位 7.电位的物理意义是单位（ ）在该点具有的电位能 A. 负电荷 B. 正电荷 C. 自由电子 D. 离子 8.下列关于参考点的选择，错误的是（ ） A. 一个电路只能选一个参考点 B. 可选择电路的公共端作为参考点 C. 可选择电源负极作为参考点 D. 一个电路中可根据计算需要选多个参考点 9.已知，，则的数值为（ ） A. 1V B. 5V C. -5V D. -1V 10.接地符号“”表示该点的（ ） A. 电压为0 B. 电流为0 C. 电位为0 D. 电阻为0 二、填空题 1. 电位是指单位______在电路中某点所具有的电位能，用符号______表示。 2. 电位的国际标准单位是______，常用单位有千伏（kV）和______。 3. 电路中两点间的电压等于两点的______之差，公式为______。 4. 参考点是电路中人为规定的______点，用______符号表示。 5. 电压是电路的固有属性，与______选择无关；电位的数值随______的改变而改变。 6. ，。 7. 已知，，则______。 8. 实际电路中，常选择电源的______极或电路的______端作为参考点。 9. 若选A点为参考点，，则______。 10. 电位是标量，只有大小，没有______；电压也是标量，反映两点间的______高低。 三、综合题 1. 简述电位与电压的区别和联系。 2. 说明参考点的选择原则，并解释为什么一个电路中只能选择一个参考点。 3. 某电路中选O点为参考点，测得，，，求、、的数值。 4. 若将上题的参考点改为B点，重新计算、和、，并分析结果得出什么结论。 【答案】 一、单项选择题 1.B 2.C 3.B 4.C 5.B 6.B 7.B 8.D 9.B 10.C 二、填空题 1.正电荷；V 2.伏特（V）；毫伏（mV） 3.电位； 4.零电位； 5.参考点；参考点 6.；0.5 7.4 8.负；公共 9.-6 10.方向；电势 三、综合题 1.答：联系：电路中两点间的电压等于两点的电位之差，即，电压也叫电位差；区别：电位与参考点选择有关，参考点改变，电位数值改变；电压是电位差，与参考点选择无关，是电路固有属性。 2.答：参考点选择原则：①一个电路中只能选择一个参考点；②优先选择电路公共端、电源负极、低电位端简化计算；③参考点人为规定，可任意选但需固定。原因：若一个电路选多个参考点，各参考点间存在电位差，会导致各点电位计算结果相互矛盾，无法得到准确的电势高低关系。 3.答：；；。 4.答：选B为参考点，则；；；，。结论：参考点改变，电路中各点的电位随之改变，但两点间的电压（电位差）保持不变。 考点2 电路中各点电位的计算方法与应用（应用+技能） 1.电位计算的基本步骤（核心） a. 选参考点：确定电路的零电位点（），优先选公共端/电源负极； b. 定路径：从待求电位的点到参考点，选择最简路径（支路数最少、电源/电阻少），路径可任意选，结果一致； c. 判压降：沿路径判断电压降的正负，核心规则： d. 电阻：电流从高电位流向低电位，电阻上的压降为正，反之为负（）； e. 电源：从负极到正极经过电动势，压降为正，反之为负（与电动势方向一致为正）； f. 算电位：待求点的电位=沿路径从该点到参考点的所有电压降的代数和。 2.两种核心计算方法 · 直接计算法：适用于简单直流电路（单电源、电阻串并联），直接沿最简路径计算电压降的代数和，公式：； · KVL绕行法：适用于复杂直流电路（多电源、混联电路），利用基尔霍夫电压定律（沿闭合回路绕行一周，电压降的代数和为0），先求回路电流，再计算各点电位。 3.复杂电路电位计算技巧 先利用基尔霍夫电流定律（KCL）求节点电流，再用KVL求回路电流，最后沿路径计算电位；若电路有多个支路，可先计算各电阻的压降，再结合电源电动势求解。 4.高频易错点提醒 · 沿路径计算时，电压降的正负判断错误（尤其是电源电动势的极性）； · 选择路径时过于复杂，导致计算失误，未遵循“最简路径”原则； · 计算前未先求回路电流，直接估算电阻压降； · 混联电路中，未先化简电路，直接计算电位。 【练习题】 一、单项选择题 1.测量电路中电流的仪器是（ ） A. 电压表 B. 电流表 C. 万用表 D. 功率表 2.使用电流表测量电流时，正确的连接方式是（ ） A. 并联在被测电路两端 B. 串联在被测电路中 C. 与被测电路任意连接 D. 并联在电源两端 3.用直流电流表测量时，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. 电流表短路 D. 电路断路 4.无法估测电路电流大小时，应先选用电流表的（ ） A. 最小量程 B. 中间量程 C. 最大量程 D. 任意量程 5.关于电流表的特性，下列说法正确的是（ ） A. 内阻很大 B. 内阻极小 C. 可以直接并联在电源两端 D. 量程越大分度值越小 6.测量家庭电路中电风扇的电流，最适合使用的仪器是（ ） A. 直流电流表 B. 交流电流表 C. 钳形电流表 D. 指针式电压表 7.某电流表有0.6A和3A两个量程，选用0~0.6A量程时，分度值为（ ） A. 0.01A B. 0.02A C. 0.1A D. 0.2A 8.用电流表测量电流时，指针偏转超过最大刻度，正确的处理方法是（ ） A. 继续测量 B. 断开电路，更换大量程 C. 减小被测电路电阻 D. 调换接线柱 9.下列操作中，可能导致电流表损坏的是（ ） A. 串联在被测电路中 B. 选择合适量程 C. 直接并联在电源两端 D. 电流从“+”接线柱流入 10.测量串联电路中的电流，电流表应连接在（ ） A. 电路任意位置 B. 电源正极处 C. 用电器之间 D. 电源负极处 二、填空题 1.测量电流的仪器是 ，其图形符号为 。 2.电流表按测量电流类型可分为 电流表和 电流表。 3.使用电流表时，必须将其 在被测电路中，严禁 在电源两端。 4.直流电流表接线时，电流应从 接线柱流入，从 接线柱流出。 5.选择电流表量程的原则是：能测准的前提下，尽量选择 量程，以提高测量 。 6.无法估测电流大小时，可用 法选择量程，即先用 量程快速试触。 7.指针式电流表读数时，需先明确所选 和 ，再根据指针位置读数。 8.电流表指针无示数，可能的原因是 或 。 9.钳形电流表的优点是无需 电路即可测量，适用于 电流的测量。 10.数字式电流表的读数特点是 ，无需估读，直接读取显示数值。 三、综合题 1.简述使用电流表测量电流的完整操作步骤（从量程选择到读数）。 2.分析电流表测量时出现以下故障的原因及排除方法： （1）指针反向偏转；（2）指针偏转角度极小；（3）指针超过最大刻度。 3.用3A量程的电流表指针指示在1.4A位置，若改用0.6A量程，指示在相同位置时，电流为多少? 4.现有一个直流电路，电源电压为5V，串联一个10Ω的电阻，若用电流表测量电路电流，应选择哪个量程（电流表有0.6A和3A两个量程）？请通过计算说明。 【答案】 一、单项选择题 1.B 2. B 3. B 4. C 5. B 6. C 7. B 8. B 9. C 10. A 二、填空题 1.电流表；Ⓐ 2.直流；交流 3.串联；并联 4.“+”；“-” 5.较小；精度 6.试触；最大 7.量程；分度值 8.电路断路；电流表接触不良 9.断开；交流（或大电流） 10.直观准确 三、综合题 1.答：操作步骤：（1）估测电路电流大小，选择合适量程（无法估测时选用最大量程）；（2）将电流表串联在被测电路中，直流电流表需注意正负极（“+”接电流流入端，“-”接流出端）；（3）检查接线无误后，闭合开关；（4）观察指针偏转情况，若偏转异常（反偏、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流数值；（6）测量完成后，断开开关，拆除电流表。 2.答：（1）原因：直流电流表正负接线柱接反；排除方法：调换“+”“-”接线柱的接线。（2）原因：量程选择过大；排除方法：断开电路，更换较小量程重新测量。（3）原因：量程选择过小，电路电流超过电流表量程；排除方法：立即断开电路，更换更大量程，严禁超量程测量。 3.答：电流的示数为0.3A。理由：电流表不同量程的刻度是按比例设计的，3A量程的分度值是0.1A，0.6A量程的分度值是0.02A，两个量程的比值为5:1，因此指示同一位置时，0.6A量程的读数是3A量程读数的1/5，即1.4A÷5=0.28A。 4.答：应选择0.6A量程。计算过程：根据欧姆定律，电路电流，该电流小于0.6A，能准确测量，因此选择0~0.6A量程即可。 【真题演练】 1.【2023真题·选择题5】如图所示电路，如果以a作为参考点，则b点的电位为（ ） A.-9V B.-6V C.6V D.9V 答案:B 解析:本题考查参考点与电位的基础关系， 易错提醒：很多同学会混淆电位的高低方向，电源正极电位高于负极，顺着电源正极到负极电位降低，这个基础概念记反会导致结果符号错误。 2.【2022真题·填空题25】如图所示电路，A点的电位为______V。 答案:20 解析:本题考查单节点电位的计算，核心用到KCL定律和欧姆定律。 1.地为参考点，电位为0V，设A点电位为VA； 2.流过5Ω电阻的电流：电流从5V电源正极（5V）流向A点，大小为5−VA5； 3.根据KCL，流过5Ω电阻的电流全部从A点经5A电流源流向地，因此5−VA5=5； 4.解方程得5−VA=25，即VA=−20V。 3.【2019真题·填空题25】如图所示，当开关S闭合时A点电位为______V。 答案:4 解析:本题考查串联电路的电位计算，核心是先求回路电流，再算压降求电位。 1.开关S闭合后，电路为2kΩ与1kΩ电阻串联，接12V电源，地为参考点（0V）； 2.回路总电阻R总=2+1=3kΩ，回路电流I=123×103=4mA； 3.1kΩ电阻的压降U=IR=4×10−3×1×103=4V； 4.A点到参考点的压降为4V，因此VA=4V。 易错提醒：本题也可以用分压公式直接计算，VA=12×12+1=4V，要注意分压的分母是总电阻，分子是A点到地的电阻，分子分母搞反是高频错误。 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 $