我們用手觸摸干電池的兩極，沒有什么感覺，但如果觸碰家庭電路中的導(dǎo)線金屬部位卻非常危險，會觸電！同樣是電源，觸摸后為什么會產(chǎn)生不同的結(jié)果呢？
電流是怎樣形成的？觀察右圖，電路中若沒有電源，小燈泡能發(fā)光嗎？
電荷定向移動形成電流，若沒有電源，電荷無法定向移動形成電流。那么電源的有什么作用呢？
類比水流理解電流的形成
水流的形成抽水機給水流提供能量，使水路存在一個穩(wěn)定的水壓，從而保證水流得以持續(xù)。
電流的形成電源的作用是給電路中的電流提供能量，使電路存在一個穩(wěn)定的電壓，從而保證電流得以持續(xù)。
我們知道河流中水的流動是因為上下游之間有高度差。上下位置之間存在的高度差給水提供了一種“動力”，它“推動”水的流動。同樣，在電路中要使電流持續(xù)，也需要一種使電流流動的“動力”，這就是電源提供的電壓。電壓可給電流提供推動作用。
電壓的單位伏特是為了紀(jì)念意大利著名物理學(xué)家伏打（Alessandr Vlta）而命名的。伏打于1800年制成了世界上第一個電池——伏打電堆，如圖4-44。在銅板和鋅板中間放置一層浸過食鹽水的濕布就可組成一個簡易的電池。多層極板相當(dāng)于多個電池串聯(lián)而成，伏打電堆因此而得名。
表4-4 一些常見的電壓值（伏）
由上表內(nèi)容，你知道為什么我們用手觸摸干電池的兩極，沒有什么感覺，但如果觸碰家庭電路中的導(dǎo)線金屬部位卻非常危險，會觸電嗎？
人體安全電壓≤36V，干電池電壓僅為1.5V，故我們用手觸摸干電池的兩極，沒有什么感覺；而家庭電路電壓為220V，遠(yuǎn)超安全電壓，故觸摸電線金屬部位會觸電。
電??池 電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置。將一塊銅片和一塊鋅片同時插入稀硫酸，就可以組成一個電池，銅片和鋅片就是電池的兩個電極，如圖4-46所示。因為水果中含有果酸，因此在水果中插入銅片與鋅片，就可制成水果電池。幾個水果電池連接起來，可使發(fā)光二極管發(fā)光，如圖4-47所示。干電池的原理也與此類似，它的軸線上是一根碳棒（為正極），包圍整個電池的鋅筒作為電池的負(fù)極，中間是二氧化錳、炭黑和氯化銨等的糊狀混合劑（因此叫干電池），如圖4-48所示。
科技發(fā)展使電池的種類越來越多。有適用于各種電器的發(fā)電效率達(dá)45%~60%的燃料電池，有儲電量相對較大的可重復(fù)充電的輕便的鋰離子電池等。手機電池大多是鋰離子電池。
在生活中，我們使用家庭用電器時，必須了解其電壓值，若使用不匹配的電壓，輕則用電器無法正常工作，重則出現(xiàn)危險，那么在實驗室我們一般怎樣測量電壓值呢？
測量電壓的儀表是電壓表
兩個量程，兩個正接線柱；大量程是小量程的5倍
使用電壓表前先看指針是否指零，若不指零則需調(diào)節(jié)
活動：如圖所示電壓表，表用0~3V和0~15V擋時，最小刻度所表示的電壓值分別是 和 。若采用的是0~3V擋，則圖中電壓表指針?biāo)硎镜淖x數(shù)為 。若采用0~15V擋，則讀數(shù)為 。
電壓表的使用規(guī)范（1）測量電壓時，必須正確選擇電壓表的量程。 在不能預(yù)先估計被測電壓大小的情況下，應(yīng)先拿電路的另一個線頭迅速試觸電壓表的最大量程的接線柱，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小，再使用較小的量程。
（2）測量某一部分電路的電壓時，必須把電壓表與這部分電路并聯(lián)。
電壓表內(nèi)阻非常大，可看作斷路
（3）把電壓表的“+”接線柱接在與電源正極相連的那端，“-”接線柱接在與電源負(fù)極相連的那端。
活動：按照圖4-51和圖4-52連接電路，并測出燈泡兩端的電壓。
電壓表與誰并聯(lián)，就測量誰的電壓，但要注意電壓表與電源和用電器一起并聯(lián)的情況，如圖D，電路中電源提供電壓，故電源的電壓最大，電路中不可能出現(xiàn)比電源更大的電壓。此時電壓表測量的是其他用電器的電壓（即L1的電壓）。
以A電路圖為例，連接實物圖時要注意先按照電流路徑將元件串聯(lián)起來，再觀測電壓表測量對象，將電壓表兩個接線接在元件兩端，注意正負(fù)接線柱不要接反。
電壓表與電源和開關(guān)并聯(lián)，電壓表測量電源電壓
電壓表和電流表的對比分析
典例1 在學(xué)習(xí)電學(xué)知識時，小明結(jié)合圖甲和圖乙作出以下類比，其中不正確的是（ ）A.開關(guān)的作用類似于閥門，可以控制電路通斷B.電源的作用類似于水泵，使電路兩端形成電壓C.水壓使水管中形成水流，類似地，電壓使電路中形成電流D.電流類似于水流，電源外部電流方向是從電池負(fù)極流出經(jīng)用電器和導(dǎo)線回到正極
考點分析：電流的形成類比水流理解電流，類比水壓理解電壓；電源的作用是給電路中的電流提供能量，使電路存在一個穩(wěn)定的電壓，從而保證電流得以持續(xù)。
【解析】A.閥門可以控制水的流動，開關(guān)類似于閥門，可以控制電路通斷，故A正確，A不符合題意；B.水泵使兩邊水出現(xiàn)水壓，電源的作用類似于水泵，使電路兩端形成電壓，故B正確，B不符合題意；C.水壓使水管中水流動形成水流，類似地，電壓使電路中電荷定向移動形成電流，故C正確，C不符合題意；D.電流類似于水流，在電源外部，方向從電池正極經(jīng)用電器到負(fù)極，故D錯誤，D符合題意。故選D。
典例2 如圖所示電路，當(dāng)閉合開關(guān)后，電壓表測量的是（ ）A.電源電壓B.燈L1兩端的電壓C.燈L2兩端的電壓D.燈L1和L2兩端的電壓的總電壓
考點分析：電壓表的使用規(guī)范電壓表與被測部分電路并聯(lián)
【解析】由圖知道，兩個燈是依次連接的，即兩燈串聯(lián)連接；因為電壓表并聯(lián)在L2兩端，所以電壓表測量L2兩端的電壓，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。
典例3 如圖所示，在電路中，若甲、乙兩處分別裝入電表，當(dāng)開關(guān)閉合后，兩燈均能正常發(fā)光，則下列判斷正確的是（ ）A.甲、乙都是電流表B.甲、乙都是電壓表C.甲是電壓表，乙是電流表D.甲是電流表，乙是電壓表
考點分析：電流表的使用規(guī)范；電壓表的使用規(guī)范電流表串聯(lián)在被測電路中，電壓表與被測電路并聯(lián)。
【解析】電流表在電路中相當(dāng)于導(dǎo)線，電壓表在電路中相當(dāng)于開路，由圖知，假設(shè)乙為電流表，則右邊的燈泡會被短路不能滿足兩燈均能發(fā)光的要求，所以乙只能為電壓表；而如果甲為電壓表，則會造成右邊燈泡開路，不能滿足兩燈均能發(fā)光的要求，所以甲應(yīng)是電流表；因此甲為電流表，乙為電壓表，此時兩燈并聯(lián)，故D正確，ABC錯誤。故選D。
典例4 （1）如圖所示，是實驗室中常見電流表的示意圖，請你寫出從圖中得到的兩條信息：①電流表選擇的量程是 ；②電流表的示數(shù)為 ；（2）如圖的電壓表，若選0~3V的量程，讀數(shù)為 V；若選0~15V的量程，讀數(shù)為 V。
【解析】（1）通過表盤上的“A”標(biāo)志可知，這是一個電流表；電流表選擇的量程是0~3A；電流表使用的分度值為0.1A，電流表的示數(shù)為1.5A。（2）電壓表的量程是0~3V，每一個大格之間代表0.1V，每一個大格之間有10格小格，所以電壓表的分度值為0.1V；此時電壓表的指針?biāo)谖恢帽?V多了6小格，故示數(shù)為2.6V；電壓表的量程是0~15V，每一個大格之間代表5V，每一個大格之間有10格小格，所以電壓表的分度值為0.5V；此時電壓表的指針?biāo)谖恢帽?0V多了6小格，故示數(shù)為13V。

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第5節(jié) 電壓的測量

版本： 浙教版（2024）

年級： 八年級上冊

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