第 11 章 第 2 节 电压
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电压
生活中有各式各样的电源，除了常见的干电池以外，还有铅蓄电池、锂电池、发电机等。我们有时会看到如图11–3–1所示的太阳能路灯，这种路灯用顶部安装的太阳能电池板作为电源。接通电源后，电路中会形成持续的电流，为什么电源能够提供持续的电流呢？
如何产生持续的电流？
在电路中，电源为导体中做定向移动的自由电荷提供了所需的动力，这与水泵提供水压，使水管中的水循环流动相似（图 11–3–2）。导体两端的电压（voltage）是使导体中自由电荷定向移动的原因，电源就是为电路中的导体提供电压的装置。
图11–3–2 水流与水泵
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电压用 U 表示，在国际单位制中，电压的单位是伏特，简称伏，符号是 V。电压的常用单位还有千伏（kV）和毫伏（mV）。它们的换算关系为：
1 kV = 1×103 V
1 mV = 1×10−3 V
表 11–3–1 中是一些常见的电压值。
| 名称 | 电压 |
|---|---|
| 闪电 | 约 108 V |
| 动力电路 | 380 V |
| 家用照明电路 | 220 V |
| 人体安全电压 | 不高于 36 V |
| 一节干电池 | 1.5 V |
| 脑电波 | 约 0.05 mV |
1799 年，伏打（A. Volta，1745—1827）发明了人类历史上第一块化学电池——伏打电堆。此后，电池技术几经发展。1859 年，最早的可充电电池——铅酸电池问世；1887 年，干电池的发明解决了电解液漏溢的问题；20世纪50年代后电池技术开始高速发展，其中 1991 年推出的锂离子电池以大容量、高电压、低污染、循环性能好的特点，在众多类型的电池中脱颖而出，很快被广泛应用。进入 21 世纪，新型纳米材料——石墨烯的发现为电池技术的发展注入新的活力。使用相关技术制成的石墨烯电池较传统电池具有更高的能量密度、更快的充电速度、更长的使用寿命和更好的安全性能，是一种具有广阔应用前景的新型电池。
在享受电池给生活带来便捷的同时，人们也逐渐意识到电池的使用
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所引发的环境问题并着手解决。几十年来，我国因地制宜，不断加大太阳能电池和燃料电池等新能源产业的投入与支持，并于 2016 年修订了《废电池污染防治技术政策》，对废旧电池的收集、运输、储存、利用、处置等环节给出了执行标准。
在日常生活中，手电筒（图 11–3–3）、小型收音机等用电器正常工作时所需要的电压约为 3 V、6 V 等。我们常会将几节干电池首尾相连串接在一起组成电池组使用。如果每节电池的电压为 U，用 n 节相同的电池串接成电池组，其提供的电压可达 nU。这样就可以满足不同用电器的使用要求。
图 11–3–3 手电筒的电源由两节干电池组成
如何测量电压？
电路中两点间电压的高低可以用电压表测量，在电路图中，电压表用符号 表示。图 11–3–4 是实验室常用的电压表。
图 11–3–4 电压表
用电压表测量电压
观察电压表
1．实验室常用的电压表有几个接线柱？几个量程？每个量程的分度值是多少？
2．如何选择电压表的量程？
学习使用电压表
电压表接入电路前，应选择合适的量程。电压表在电路中的正确接法如
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压
图 11–3–5 所示，连接时应将电压表接在待测元件的两端，且使电压表的红色（“+”）接线柱与待测元件靠近电源正极的一端相连。电压表可以直接连在电源的两极，测量电源两端的电压。
用电压表测量电压
按图 11–3–5 所示的电路，先将电源、小灯泡、开关和导线连成回路，再将电压表接在小灯泡的两端，闭合开关后从电压表上读出小灯泡两端的电压。
图 11–3–5 电压表的正确接法
（a）
（b）
用电压表测量一节干电池两端的电压。
实验室中也可以用电压传感器代替电压表测量电压（图 11–3–6）。
图 11–3–6 用电压传感器测量电压
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1．简述电路中产生持续电流的条件。
2．如图 11–3–7 所示，将电路与“水路”类比，简述电路中每个元件所起的作用与“水路”中哪个器件的作用相当。
图 11–3–7
（a）
（b）
3．观察图 11–3–8 所示电压表的表盘，简述该电压表所测电路两端电压可能的大小。
4．生活中常用干电池的型号有 1 号、5 号和 7 号三种：
（1）观察三种型号电池上所标示的电压。
（2）简述这三种干电池用于何种电器。
图 11–3–8
发布时间：2026/5/22 22:24:52 阅读次数：15