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(共36张PPT)
13.5 电压与电压的测量
一、电压的概念：形成电流的原因
我们知道，电荷的定向移动形成电流，那么是什么原因促使电荷发生定向移动呢？就像水流的形成需要水位差一样，电流的形成需要电压。电压是使电路中自由电荷发生定向移动形成电流的原因，用符号 “\( U \)” 表示。
电源是提供电压的装置，不同的电源提供的电压不同。例如，干电池的电压是 1.5 V，蓄电池的电压是 2 V，家庭电路的电压是 220 V，发电机可以提供不同等级的电压。电路中获得持续电流的条件有两个：一是要有电源（提供电压），二是电路要闭合（形成通路）。
电压的作用可以类比为 “水压”：水在水管中流动是因为有水位差（水压），电荷在电路中定向移动是因为有电压。电源的作用就相当于 “水泵”，它维持着电路两端的电压，使电流能够持续流动。
二、电压的单位：表示电压的高低
电压的高低用电压这个物理量来表示，其单位在国际单位制中是伏特，简称伏，符号为 “\( V \)”。为了纪念意大利物理学家伏特在电学领域的贡献，电压的单位以他的名字命名。
在实际应用中，常用的电压单位还有千伏（\( kV \)）、毫伏（\( mV \)）和微伏（\( \mu V \)），它们之间的换算关系是：\(
1\ \text{kV} = 1000\ \text{V}
\)
\(
1\ \text{V} = 1000\ \text{mV}
\)
\(
1\ \text{mV} = 1000\ \mu\text{V}
\)
一些常见的电压值：
一节干电池的电压：1.5 V；
一节蓄电池的电压：2 V；
人体的安全电压：不高于 36 V；
家庭电路的电压：220 V；
工业用电的电压：380 V；
手机电池的电压：3.7 V 左右；
高压输电线路的电压：110 kV、220 kV、500 kV 等。
三、电压的测量工具：电压表
要知道电路中电压的具体大小，需要用专门的仪器来测量，这种仪器叫做电压表。
（一）电压表的外观与符号
电压表的外观与电流表相似，通常有刻度盘、指针、接线柱等部分。刻度盘上标有电压的单位（\( V \)或\( mV \)）和刻度，指针会随着电压的大小而偏转，指示出电路中的电压值。电压表在电路图中的符号是 “\( \boxed{\text{V}} \)”。
实验室中常用的电压表有两个量程：
0 - 3 V：此量程下，刻度盘上每个大格代表 1 V，每个小格代表 0.1 V（即分度值为 0.1 V）；
0 - 15 V：此量程下，刻度盘上每个大格代表 5 V，每个小格代表 0.5 V（即分度值为 0.5 V）。
电压表的接线柱通常有三个，分别标有 “-”“3” 和 “15”。其中，“-” 接线柱是公共接线柱，“3” 和 “15” 接线柱分别对应 0 - 3 V 和 0 - 15 V 两个量程。
（二）电压表的使用规则
使用电压表测量电压时，必须遵守以下规则，以确保测量结果的准确性和仪器的安全：
电压表要并联在电路中：测量某部分电路两端的电压时，必须将电压表与该部分电路并联，使电流从电压表的正接线柱流入，从负接线柱流出。如果电压表串联在电路中，由于电压表的电阻非常大，电路中几乎没有电流，用电器无法工作，电压表的示数接近电源电压。
选择合适的量程：测量前要估计电路两端电压的大小，选择合适的量程。如果无法估计电压大小，应先用大量程进行试触，观察指针的偏转情况，再选择合适的量程。试触时，用线头快速接触大量程的接线柱，若指针偏转角度较小，说明电压较小，应换用小量程；若指针偏转角度过大，超过量程，说明电压较大，需检查电路或换用更大量程的电压表。
允许直接将电压表接在电源的两极上：由于电压表的电阻非常大，直接接在电源两极上时，电路中的电流很小，不会损坏电压表，此时电压表的示数等于电源电压。这是电压表与电流表的重要区别之一。
读数时要正确认清量程和分度值：读数前要明确电压表所选用的量程，然后根据量程确定分度值，再根据指针的位置读出电压值。视线要与刻度盘垂直，以减小读数误差。
（三）电压表的读数方法
电压表的读数步骤与电流表类似：
确定电压表所选用的量程，明确刻度盘上每个大格和每个小格所代表的电压值（即分度值）。
观察指针在刻度盘上的位置，确定指针所指的大格数和小格数。
计算电压值：电压值 = 大格数 × 每个大格代表的电压值 + 小格数 × 每个小格代表的电压值。
例如，当电压表选用 0 - 3 V 量程时，分度值为 0.1 V。若指针指在第 2 个大格（2 V）后第 5 个小格处，则电压值为：\(
2\ \text{V} + 5 \times 0.1\ \text{V} = 2\ \text{V} + 0.5\ \text{V} = 2.5\ \text{V}
\)
当电压表选用 0 - 15 V 量程时，分度值为 0.5 V。若指针指在第 2 个大格（10 V）后第 3 个小格处，则电压值为：\(
10\ \text{V} + 3 \times 0.5\ \text{V} = 10\ \text{V} + 1.5\ \text{V} = 11.5\ \text{V}
\)
四、串联电路和并联电路中的电压规律
通过实验可以探究串联电路和并联电路中电压的规律。
（一）串联电路中的电压规律
实验探究：串联电路中总电压与各部分电路电压有什么关系？
实验器材：电源（电池组，如 3 节干电池串联，总电压 4.5 V）、两个不同规格的小灯泡、一个开关、导线若干、电压表。
实验步骤：
按照电路图连接串联电路，将电源、两个小灯泡、开关用导线依次连接。
用电压表测量电源两端的总电压\( U \)，记录数据。
断开开关，将电压表并联在第一个小灯泡两端，测量其两端的电压\( U_1 \)，记录数据。
同理，测量第二个小灯泡两端的电压\( U_2 \)，记录数据。
更换不同规格的小灯泡，重复上述实验，记录数据。
实验现象与结论：多次实验发现，在串联电路中，电源两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
结论：串联电路中总电压等于各部分电路两端电压之和，即\( U = U_1 + U_2 + \dots + U_n \)。
（二）并联电路中的电压规律
实验探究：并联电路中各支路两端的电压有什么关系？
实验器材：电源（电池组）、两个不同规格的小灯泡、两个开关（一个控制干路，一个控制支路）、导线若干、电压表。
实验步骤：
按照电路图连接并联电路，将两个小灯泡并联，开关分别接在干路和支路。
用电压表测量电源两端的电压\( U \)，记录数据。
断开开关，将电压表并联在第一条支路的小灯泡两端，测量其两端的电压\( U_1 \)，记录数据。
同理，测量第二条支路的小灯泡两端的电压\( U_2 \)，记录数据。
更换不同规格的小灯泡，重复上述实验，记录数据。
实验现象与结论：多次实验发现，在并联电路中，各支路两端的电压相等，且等于电源两端的电压。
结论：并联电路中各支路两端的电压相等，且等于电源电压，即\( U = U_1 = U_2 = \dots = U_n \)。
五、课堂实验：测量电路中的电压
（一）实验目的
学会正确使用电压表测量电路中的电压。
探究串联电路和并联电路中的电压规律。
（二）实验器材
电源（电池组）、两个不同规格的小灯泡、两个开关、导线若干、电压表。
（三）实验步骤
测量串联电路中的电压：
按照串联电路的电路图连接电路，确保开关断开。
用电压表测量电源两端的总电压，选择合适的量程（如电源为 3 节干电池，选用 0 - 15 V 量程），记录数据\( U \)。
将电压表并联在第一个小灯泡两端，闭合开关，读取电压表示数\( U_1 \)，记录数据。
断开开关，将电压表并联在第二个小灯泡两端，闭合开关，读取电压表示数\( U_2 \)，记录数据。
计算\( U_1 + U_2 \)，与总电压\( U \)比较。
更换小灯泡，重复实验。
测量并联电路中的电压：
按照并联电路的电路图连接电路，开关断开。
用电压表测量电源两端的电压\( U \)，记录数据。
将电压表并联在第一条支路的小灯泡两端，闭合开关，读取电压表示数\( U_1 \)，记录数据。
断开开关，将电压表并联在第二条支路的小灯泡两端，闭合开关，读取电压表示数\( U_2 \)，记录数据。
比较\( U \)、\( U_1 \)和\( U_2 \)的大小。
更换小灯泡，重复实验。
（四）实验数据与分析
串联电路：分析数据可知\( U = U_1 + U_2 \)，验证串联电路总电压等于各部分电压之和。
并联电路：分析数据可知\( U = U_1 = U_2 \)，验证并联电路各支路电压相等且等于电源电压。
六、常见错误及注意事项
电压表连接错误：
串联在电路中：导致用电器无法工作，电压表测电源电压，应将电压表并联在被测电路两端。
正、负接线柱接反：指针会反向偏转，可能损坏指针，应保证电流从正接线柱流入，负接线柱流出。
量程选择不当：
量程过大：指针偏转角度小，读数误差大，应选择合适的小量程以提高精度。
量程过小：指针超过量程，可能损坏电压表，测量前应先试触。
读数错误：
看错量程：将 0 - 15 V 量程误读为 0 - 3 V 量程，导致读数错误，读数前必须明确量程和分度值。
视线不垂直：产生读数误差，读数时视线应与刻度盘垂直。
操作不当：
连接电路时开关未断开：可能导致电路连接过程中出现短路等问题，连接电路时开关必须断开。
测量时未明确被测对象：不知道测量哪部分电路的电压，测量前应明确测量对象。
七、课堂小结
电压的概念：电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置，用符号\( U \)表示。
电压的单位：伏特（V），常用单位有千伏（kV）、毫伏（mV），换算关系为\( 1\ \text{kV} = 1000\ \text{V} \)，\( 1\ \text{V} = 1000\ \text{mV} \)。
电压表的使用：
并联在被测电路两端，电流从正接线柱流入、负接线柱流出。
选择合适量程，可直接接在电源两极上测电源电压。
读数时明确量程和分度值，视线与刻度盘垂直。
串、并联电路电压规律：
串联电路：总电压等于各部分电路电压之和，\( U = U_1 + U_2 \)。
并联电路：各支路电压相等且等于电源电压，\( U = U_1 = U_2 \)。
八、课堂练习
电压是使电路中形成______的原因，______是提供电压的装置，电压用符号______表示。
电压的单位是______，符号为______，一节干电池的电压是______V，家庭电路的电压是______V。
如图所示的电压表，若选用 0 - 3 V 量程，其分度值为______V，指针所指的电压值为______V；若选用 0 - 15 V 量程，其分度值为______V，指针所指的电压值为______V。
在串联电路中，总电压等于______；在并联电路中，各支路两端的电压______，且等于______。
下列关于电压表使用的说法中，正确的是（ ）
A. 电压表必须串联在电路中 B. 电压表可以直接接在电源两极上
C. 测量时电压表的量程可以任意选择 D. 电压表的正、负接线柱可以任意连接
九、课后作业
完成课本上的相关练习题，巩固电压的概念和电压表的使用方法。
用电压表测量家中一个用电器两端的电压（在家长指导下进行，注意安全），记录用电器名称和测量的电压值。
设计一个实验，测量串联电路中三个用电器两端的电压，验证串联电路的电压规律，写出实验方案、所需器材和实验步骤。
分析为什么家庭电路中用电器都是并联的（结合并联电路的电压特点）。
2024沪粤版物理九年级上册
13.5 电压与电压的测量
第十三章 简单电路
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
1.知道电源是提供电压的装置，电压是电路中形成电
流的原因，知道电压用字母U表示。
2.知道电压的单位及其换算，知道生活中常见的电压值。
3.认识电压表，掌握正确使用电压表的方法。
学习目标
闭合开关，小灯泡为什么会发亮？
电流是如何形成的？
观察与思考
水压
持续
形成
抽水机
保持
水流
电压
持续
形成
电源
保持
电流
类比法:用水流类比电流，水压类比电压。
电压是形成电流的原因。电源是提供电压的装置。
一、电源与电压
电路
水路
电流
水流
开关
阀门
用电器
水轮机
电源
抽水机
类比法:用水流类比电流，水压类比电压.
电压的作用
要让一段电路中有电流，它的两端就要有电压
电源的作用就是给用电器两端提供电压
（在电路中，电压就像指挥官，“告诉”自由电荷往哪做定向移动）
1.电压通常用字母U 表示。
2.国际单位：伏特，简称伏，符号是“V”。
常用单位：千伏（kV）；毫伏（mV）。
换算关系：
1 kV =1 000 V= 103 V
1 mV =0.001 V= 10-3 V
电压
部分常见的电压值
维持人体生物电流的电压 约1mV
一节干电池的电压 1.5V
手机锂电池的电压 约3.6V
对人体安全的电压 ≤36V
家庭生活用电的电压 220V
工厂生产用电的电压 380 V
雷电的电压 可达10 kV
（1）电压是形成电流的原因，因此有了电流就一定有电压，但有电压不一定有电流。要在电路中得到持续电流，必须满足两个条件：①有电源；②电路是通路。
（2）表述电压时，不能说是哪一点的电压，必须指明是“哪一个用电器两端的电压”或“哪两点间的电压”。
归纳与小结
外观
接线柱
量程
分度值
3个
0~3V和0~15V
量程为0~3V时，每一大格为1V，每一小格为0.1V；
量程为0~15V时，每一大格为5V，每一小格为0.5V。
1.观察电压表
二、电压的测量
2.电压表使用
一个不能：不能超过电压表的测量范围。
两个必须：必须将电压表并联在所测量的部分电路两端；
电流必须从电压表的“+”接线柱进，
“-”接线柱出。
三先三后：先调零后使用；
先看清分度值后读数；
先画图后连接。
电压表和电流表
仪表 电流表 电压表
符号
所测物理量
连接方式
接线柱的连接 量程 能否直接接在电源两极
V
A
电压
并联在电路中
可以
电流
串联在电路中
“＋”进“－”出
选择合适的量程
不能
相同点：①使用前都要调零；
②电流必须从正接线柱流入，负接线柱流出；
③注意选择量程时必须通过试触后确定。
3.电压表读数
图示
使用的接线柱 “－”和“3” “－”和“15”
量程 0~3V 0~15V
分度值 0.1V 0.5V
读数 2.2V 11.5V
读数时：
(1)看：先看接线柱，确定所选量程；
(2)认：明确分度值；
(3)读：根据指针读数，读数时视线应与表盘垂直。
归纳与小结
观察电压表的连接是否正确。
4.电压表测量
电源与电压
1. [科学思维]恰当运用“类比法”可深刻理解物理现象。如
图所示，我们可以将电路中 类比为水路中的水
流，电路中 类比为水路中的水压，而抽水机在
“水路”中的作用相当于电路中的 。
电流　
电压　
电源　
2
3
4
5
6
7
8
9
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11
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13
1
2. 一节干电池的电压是1.5 V，合 mV，家庭生活用
电的电压是 V，一般情况下对人体安全的电压不高
于 V，雷电的电压可达103 (填单位)。
1 500　
220　
36　
kV　
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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12
13
1
3. 下列关于电压的说法中错误的是(　C　)
A. 电源是提供电压的装置
B. 电路中有电流就一定有电压
C. 电路中有电压就一定会形成电流
D. 电压使电荷定向移动形成电流
C
2
3
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5
6
7
8
9
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1
电压表及其使用
4. 【教材改编题】如图1所示是实验室常用的电压表，它可
以用来测量电压的高低。
(第4题图1)
2
3
4
5
6
7
8
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10
11
12
13
1
(1)结构：这种电压表通常有 个接线柱，有两个量
程，分别是 V和 V，对应的分度值分
别是 V和 V。
(2)使用：测量时，电压表要与被测用电器 联，使标
有“－”号的接线柱靠近电源的 极，另一个接线
柱靠近电源的 极。在不能估计被测电压大小的情
况下，应先选用大量程，采用 法判断。
3　
0～3　
0～15　
0.1　
0.5　
并　
负　
正　
试触　
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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13
1
(3)如图2是用同一电压表对同段电路进行两次测量的结
果，图甲中电压表示数为 V，图乙中电压表示数
为 V。最后测量结果应取 V。
(第4题图2)
2.6　
2.5　
2.6　
2
3
4
5
6
7
8
9
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13
1
5. 【原创题】如图所示，用电压表测量小灯泡两端的电压，
结合电压表使用说明，指出甲、乙、丙三图中电压表的使
用错误。
2
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5
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1
(2)乙： 。
(3)丙： 。
电压表正、负接线柱接反了　
电压表量程选大了　
(1)甲： 。
电压表与小灯泡串联了　
2
3
4
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6
7
8
9
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1
电压的测量
6. [2024·池州月考]如图所示的电路图中，能用电压表正确测
出灯L1两端电压的是(　C　)
A
B
C
C
D
方法点睛：电压表测谁的电压就与谁并联，且电流要从电
压表正接线柱流入，从负接线柱流出。
2
3
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5
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8
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1
7. 如图所示，电源电压为6 V且保持不变，闭合S后电压表示
数为2 V，则灯L1的两端电压是 V。
2　
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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1
8. 【跨学科·化学】将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水
中，如图所示。观察电压表指针偏转情况，可知插入了铜
片和锌片的盐水溶液相当于电路中的 ，观察电压
表的接线和指针偏转可知：锌片是盐水溶液的 极，
电压表的读数为 V。
电源　
负　
0.3　
2
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5
6
7
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1
9. [2024·亳州月考]如图所示，电源电压不变，当开关S1
闭合、S2断开时，电压表测 两端的电压；当开
关S1断开、S2闭合时，电压表测 两
端的电压。
L1　
L1、L2(或电源)　
2
3
4
5
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8
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1
10. [2024年1月宿州期末]学习了电流表和电压表的使用后，
小慧发现了可以用电流表和电压表来查找电路中出现故
障的地方。如图所示，电源电压为3 V，闭合开关后，若
电压表示数为3 V，电流表有示数，则电路故障为
。若电压表示数为3 V，电流表没有示数，则电路故
障为 。(导线连接完好)
L2短
路　
L1断路　
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3
4
5
6
7
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1
【变式1】闭合开关后，电压表无示数，电流表有示数，
则电路故障为 。
L1短路　
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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1
【变式2】闭合开关后，L1、L2都不亮，电压表、电流表
都无示数，如果只有L1或L2中的一个发生故障， 则电路故障为 。
【变式3】闭合开关后，发现小灯泡L1、L2都发光，电压
表无示数，电流表有示数，用手指按压电压表“3”接线柱，电压表指针开始偏转，出现这一问题的原因是 。
L2断路　
电压表“3”接线柱接触不良　
2
3
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5
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1
11. [2023·沈阳模拟]如图所示，闭合开关，要使两灯泡都能
发光，下面说法中正确的是(　B　)
A. 甲是电流表，乙是电压表
B. 甲是电压表，乙是电流表
C. 甲、乙都是电流表
D. 甲、乙都是电压表
B
2
3
4
5
6
7
8
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1
12. 物理老师说过：电流表在电路中相当于导线，电压表在
电路中相当于开路。爱动脑筋的小强将完好的电流表、
电压表、小灯泡连接成如图所示的电路，电源由两节新
干电池组成，当开关闭合后，会出现(　A　)
A
A. 电压表示数为3 V
B. 电流表指针明显偏转
C. 小灯泡发光
D. 电池被烧坏
2
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1
点拨：电压表在电路中可看作断路，所以此时电路中电
流表无示数，小灯泡不发光，电压表测电源电压，示数
为3 V。
2
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4
5
6
7
8
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1
13. 【创新题·新考法】如图所示，a、b、c是三个电表，且电
路连接没有错误，闭合开关后，两个灯泡均正常发光，
已知a、b、c三个电表读得的数值依次为1.5、1.2、2.5(单
位是A或V)。则电源电压为 V；通过L1的电流
是 A。
2.5　
0.3　
2
3
4
5
6
7
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11
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13
1
13.5 电压与电压的测量
一、电源与电压
1.电压的作用
2.电压
二、电压的测量
1.观察电压表
2.电压表的使用
3.电压表的读数
4.电压的测量
谢谢观看！

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