昆明电工培训学校
电压(voltage),也称作电势差或电位差,是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。
其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
电压的国际单位制为伏特(V,简称伏),常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。此概念与水位高低所造成的“水压”相似。需要指出的是,“电压”一词一般只用于电路当中,“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。
任何用电器、电件在通过电流时,在其两端均存在电压。
电压是电路中形成电流的原因,是驱动电路中的电荷发生定向运动的原因,而电源的作用是为用电器两端提供电压。
通俗理解:
一:引出问题
电荷定向移动形成电流,那么电荷为什么能定向移动呢?肯定有一个类似“推力”东西在起作用。(这样提问,让学生能理解电压是形成电流的原因,电压是原因,电流是结果)
二:用水压类比
在黑板上画出两个水位不同的水槽A、B,A水位高,B水位低。从A槽画出一水管经过阀门和水轮机,回到B槽。
当阀门关闭时,水管中有水,但不流动,因此没有水流;当阀门打开时,在水压的作用下,水管中的水发生定向移动形了水流,从B槽流向B槽,推动水轮机转动。
重点解释水压是怎么形成的:由于AB有水位差⊿h,则水对B槽管口压力比水对B槽管口压力大,两者之间产生压力差,即⊿P=ρg⊿h,这个压力差就是水压。所以,我们可以得出下面一个关系图:
水位差→水压→水发生定向移动→水流
提出一个问题:过一会儿水会流完的,到AB两边水位相平时,即水位差消失时,水压没有了,于水流就停止了。那么,我们如何让水流持续呢?(大家思考并回答)
我们可以在AB两个槽之间装一个抽水机,通过它不断地将B槽中的水抽到A槽,使A槽中的水始终比B槽中水位高,于是水压始终存在,水流就可以持续了。因此,抽水机是提供水压的将装置。于是,我们又可以完善下面的关系图:
抽水机→水位差→水压→水发生定向移动→水流
我们可以得出两个结论:
1.水压是形成水流的原因;
2.抽水机是提供水压的装置。
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三:再用类比解释电压的作用和形成
通过上面水压的讲解,对电压的理解应该水到渠成。
在黑板上画一个类似水管的电路,其中A端聚集正电荷,B端聚负电荷。电路从A端经过开关和电灯,回到B端。(AB两端暂时不画上电源)
当开关闭合时,电路中有电荷,但没有定向移动,即没有电流。当开关闭合时,在电压作用下,推动电路中的电荷定向移动形成了电流,电灯亮。
重点解解释电压是怎么形成的:由于A端聚正电荷,A端电位就高(图中可以把正电荷的符号画在A的上方),B端聚集负电荷,B端电位就低(把负电荷的符号画在B端的下方,学生通过水位类比,能够接受“电位”)。于是,AB两端就存在电位差,对A端的“压力”大于对B端的“压力”,出现“压力差”,这个“压力差”,就叫做电压。进一步补充说明:我们还可以通过电荷间的相互吸引,也可近似地解释电压的产生。我们可以得到下面的关系图:
电位差→电压→电荷发生定向移动→电流