浙江省金华市新纪元丰子恺学校 沈燕
[摘要]初中科学中电路是非常重要的一部分内容，学了电压后，学生往往搞不清电压表到底测量的是哪个用电器两端的电压，如果弄错了电压表测量的是哪个用电器两端电压往往会导致整个题的错误.于是我决定从电势，电势差入手，来浅谈一下关于电压表测量哪个用电器两端电压的问题
[关键词]电势，电势差，电压，电压表
一 .电势能，电势，电压
（1）电势能（electric potential energy）
先看正电荷电场力做功的特点
如图一正电荷q沿直线从A点直接移到B点，正电荷电场力方向与电场强度方向一致，电场力做功大小为WAB=F*SAM;正电荷q沿直线从A到M再到B,电场力所做功WAB=WAM+WMB=F*SAM+0= F*SAM，可得正电荷直线运动时电场力做功大小与路径无关
图二正电荷q沿曲线从A运动到B，电场力做功大小为WAB=F*X1+F*X2+F*X3=F*(X1+X2+X3)=F*SAM可得正电荷曲线运动时电场力做功大小与直线运动时电场力做功大小相等，即正电荷电场力做功大小与路径无关
再看一下负电荷电场力做功的特点
图一负电荷q沿直线从A点直接移到B点，负电荷电场力方向与电场强度方向相反，电场力做功大小为WAB=-F*SAM;负电荷沿直线从A到M再到B,电场力所做功大小WAB=WAM+WMB=-F*SAM+0=-F*SAM可得直线运动时负电荷电场力做功大小与路径无关
图二负电荷q沿曲线从A运动到B，电场力做功大小为WAB=-F*X1-F*X2-F*X3=-F*(X1+X2+X3)=-F*SAM ，可得负电荷曲线运动时电场力做功大小与直线运动时电场力做功大小相等，即负电荷电场力做功大小也与路径无关
电场力做功大小与路径无关，重力做功大小也与路径无关，电场力做功特点与重力做功特点一致，在重力场中的物体具有重力势能，所以在电场中电荷也应具有一种能，我们把这种能定义为电势能EP
（2）电势：（electric potential）
在静电学里，电势（又称为电位）通常用φ来表示（又称为电位）定义为：处于电场中某个位置的单位电荷所具有的电势能。定义式φ=EP/q 电势是从能量角度上描述电场性质的物理量。电势具有相对性，某点电势的正负，表示该点电势比零电势点高还是低，电势的正负还与零电势的选取有关。通常我们选取大地或无穷远处作为零电势位置
(3)电压，电势差(electrical potential difference )
电势差即两点间电势之差，能在闭合电路中产生电流。电压又称电势差，AB两点间电压等于A点电势减去B点的电势即UAB=φA-φB
初中阶段导线，开关，电流表的电阻均不计，则根据U=IR，导线，开关，电流表两端的电压均为零，也就是两端电势差为零。即初中阶段我们认为，开关，导线，电流表两端的电势相等。而电阻，电源，电压表两端存在电阻，根据U=IR电阻，电源，电压表两端存在电压，也就是两端存在电势差，即电阻，电源，电压表两端电势不同
二．串联电路中电压表测量哪个原件两端电压
我们一起来看一下下面这幅串联电路图：已知电源电压6V,电压表示数2V分别求L1，L2两端的电压？
很多学生一看，便会认为电压表测L1两端的电压，于是便得出错误答案U1=2V U2=4V
电压表接在AC两点，因为AD两点间只有开关和导线，即AD两点电势相等，可得AC两点间电势差与DC两点间电势差相等，所以电压表测小灯泡L2两端的电压，那么电压表是不是也测小灯泡L1两端电压呢？电压表接在AC两端，而BC两点间因为有电源，即BC两点电势不相等，可得AB两点间电势差与AC两点间电势差不相等,所以电压表没有测小灯泡L1两端电压，最后我们一起来看一看，电压表有没有测电源两端电压？电压表接在AC两点，而AB间因为有小灯泡L1，所以AB两点电势不相等，即AC两点间电势差与BC两点间电势差不相等，所以电压表不是测电源两端电压。结论：这是一个串联电路，电压表测小灯泡L2两端电压。所以U1=4V U2=2V
三．并联电路中电压表测量哪个原件两端电压
一起来看下面的电路图
电压表接在AB两点，B,C两点间只有电流表即B，C两点间电势相等，可得AC两点电势差与AB两点电势差相等，即电压表测电阻R2两端电压；那么电压表是不是也测电阻R1两端的电压呢？我们再来看一下A,D间只有电流表，所以A,D两点电势相等，B,C间只有电流表所以B,C两点电势也相等，即AB两点间的电势差与DC两点间的电势差相等，所以电压表还测电阻R1两端的电压，由此也可得电阻R1，R2并联；最后我们一起看一下电压表测不测电源两端电压，A,D,F三点间只有导线与电流表，所以A,D,F三点电势相等，B,E两点间只有开关，所以B,E两点电势相等，即AB两点间电势差与FE两点间电势差相等，所以电压表还测电源两端电压。结论：该电路是一个并联电路，电压表测电阻R1两端电压，也测电阻R2两端电压，同时还测电源两端电压
总结：
电路不仅在初中阶段，高中阶段，甚至在我们的生产生活中都是非常普遍和重要的。用电势，电势差去分析初中阶段的电压表测量问题，显得更为直观更为简洁，更易理解。让我们一起学好电路，去解决更多的生活问题，为我们的社会创造更多的价值，使我们的生活更加美好。
参考文献：
1.文盛乐. 电势能,静电能与电场诠释释[J]. 湖南城市学院学报, 1998(6):32-35
2.人教版人教版高中物理选修3-1教材教科书.人民教育出版社15-22
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论文作者:沈燕
论文发表刊物:《现代中小学教育》2018年第11期
论文发表时间:2018/12/19
标签：电势论文; 电压表论文; 电势差论文; 电场论文; 两端论文; 做功论文; 电压论文; 《现代中小学教育》2018年第11期论文;