电势差（电压）
电势差就是电压。电势差是电学中一个很重要的物理量，因为它跟电场力移动电荷做功有关，而我们利用电就是要利用电流来做功；电流做功实际是电场力移动电荷做功。 我们知道，物体在重力作用下，要从位置高处向位置低处移动，移动过程中重力要做功；做功的多少跟这两处的高度差有关系，高度差越大，所做的功越多。在电场里，电荷在电场力作用下也要发生移动，移动过程中电场力也要做功。电荷在电场力作用下从一点移动到另一点时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差有关系，电势差越大，所做的功就越多。可见，电势差跟高度差有些相似。如果电荷q在电场中从一点移动到另一点，电场力做的功是W，那么比值W/q就是这两点间的电势差，电势差通常用U表示，即 电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟它的电量的比值，叫做这两点间的电势差，也叫电压。 两点间的电势差等于单位电荷从其中一点移动到另一点电场力所做的功。 在国际单位制中，电势差的单位是伏特，简称伏，符号是V.1库电荷从电场中的一点移动到另一点，如果电场力做了1焦的功，这两点间的电势差就是1伏。 知道了两点间的电势差，利用上面的公式，就可以求出在这两点间移动任意电荷时电场力所做的功，W=qU。 地球上的物体，具有重力势能。当物体在重力的作用下，从一点移动到另一点时，重力对物体做功，物体的重力势能减少。重力对物体做了多少功，物体的重力势能就减少多少。减少的势能转化成物体的动能或其他形式的能。与此相似，电场中的电荷也具有势能，叫做电势能，通常简称为电能。当电荷在电场力的作用下，从一点移动到另一点时，电场力对电荷做功，电荷的电势能减少。电场力对电荷做了多少功，电荷的电势能就减少多少。 如果是电场中两点间的电势差为U，电荷q在电场力作用下从一点移动到另一点时，电场力对电荷做功，电荷的电势能减少。电场力对电荷做了多少功，电荷的电势能就减少多少。 如果电场中两点间的电势差为U，电荷q在电场力作用下从一点移动到另一点时，电场力做的功W=qU，电荷减少的电势能Δε =W=qU。减少的电势能转化成电荷的动能或其他形式的能。
电池为什么很快就没电了？ 山西翼诚县教育局教研室（043500）张建华
去年，在我县山区的一所中学里专门观看了一下初三学生做实验的情况，实验的内容是《初中物理》第二册第四章第七节“组成串联电路和并联电路”（人教版）。由于该校实验室里没有学生电源，故用干电池供电。电池是老师在课前才买回来的，但是还不到下课的时间就有两个小组的灯泡发出的光已经变的很暗了，表明电池已快没电了。后经仔细观察发现每个小组均是把两节干电池串联起来作为电源向电路供电。各小组使用的均是额定电压为2.5V的手电筒中的小灯泡，而且小灯泡很快变暗的现象均是发生在组成并联电路的实验中。如图1所示。为什么会出现这种情况呢？ 笔者认为原因有二，其一是，因为一节干电池的电动势为1.5V，两节串联起来的电动势是3V。用其给一个额定电压是2.5V的小灯泡供电时，电池是安全的（即电池处于正常的放电状态）。这从生活中所使用的手电筒可以得到体会。显然，用它给两个串联的额定电压均为2.5V的小灯泡供电时电池xxx了，因为此时电路中的电阻更大，电流也就更小了。但是，当用它给两个并联的同样的小灯泡同时供电时，由于加在每个小灯泡两端的电压都是接近于3V，因此通过电池的电流几乎等于给一个小灯泡供电时的二倍，这样大的电流（约为正常放电电流的二倍）将使电池“储存”的电荷很快放完；即电池很快没电，小灯泡很快变暗。其二是，本实验为电学中{dy}个学生分组实验，出于好奇，学生给小灯泡通电的时间过长，在已观察到并联电路中三个电键的作用之后仍使小灯泡发光，这也是造成电池很快没电的原因。 为了避免此类事故的发生，可以采取两点措施。{dy}，在原来的实验器材的规格和数量保持不变的情况下，可以这样做，当给组成的串联电路供电时，把两节电池也串联 当给组成的并联电路供电时，再把两节电池改成并联 这就使加在每只小灯泡两端的工作电压均在1.5V以内。由于这一电压低于其额定电压，所以通过小灯泡的电流也小于其额定电流。在图3中，当三个电键都闭合时，干路中的电流虽然比图2中的工作电流大了近1倍，但由于并联电池的分流作用，使通过图3中每一电池的电流{zd0}只是与图2中的电池放电电流相等。这就是说无论是在图2中的串联电路还是图3中的并联电路，通过电池的电流均小于其正常的放电电流，这样小灯泡发出的光（与正常发光时相比较）虽然暗了一些，但它对本实验所要达到的目的（学会组成串、并联电路，观察这两种电路中各电键的作用）并不产生影响，而且还能节约电能，并使学生安全顺利地完成本实验。第二，在做本实验之前，教师应提醒学生，当观察到串、并联电路中各电键的作用之后就应断开电路，停止向电路供电，这样做即节约电能，又延长了小灯泡等器材的使用寿命，而且在学习{dy}册物理就应该向学生进行这方面的教育，使其养成良好的习惯。
有关电压的一些数据
伏打
伏打将导体分为{dy}类导体（金属）和第二类导体（潮湿导体）。他证实，只有通过不同类导体的接触才可能产生“电动势”（指伏打用语）。他又发现产生电循环的本质条件是必须由两种不同的{dy}类导体和第二类导体组成回路。 后人为了纪念伏打在电学上的贡献，将电动势和电势差的单位以他的姓氏命名为伏特。 1.伏打（1745-1827），意大利物理学家，对电流的早期研究作出了重要贡献。伏打从1765年开始从事静电实验研究。1775年他发明了起电盘（静电起电机），1787年他发明了灵敏的麦秸静电计。他的{zd0}功绩是发现了两种不同金属接触时产生电势差的现象，发明了伏打电池。1780年、博洛尼亚大学的解剖学和生理学教授伽伐尼在解剖青蛙时偶然地发现蛙腿的痉挛。伽伐尼将这一现象归因于“动物电”。伏打注意到伽伐尼的发现，做了许多动物电实验。1793年他全然否定了动物电的存在，提出了闻名的电的接触学说。他以不同金属联成的环接触蛙腿及其背，从而成功地使活青蛙痉挛。他还观察到由两种金属联成的弯杆，一端放到眼睛附近，当另一端与嘴接触的瞬间有光亮感等。伏打由此猜测，这些实验中最根本的是不同金属的接触。并且通过进一步的实验断言，伽伐尼电池产生于两种不同金属的接触。1799年，他发明了一种直接倍增伽伐尼电的两类导体的组合接触法，这就是一片片潮湿的纸板隔开的一对对锌版和铜板组成的伏打电堆。他还发明了{dy}个伏打电池组。伏打电堆和伏打电池在此后的一段时间中成为产生电流的{wy}手段，它们的发明和运用开拓了电学的研究领域。 |
