王朝知道
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电源,灯泡,开关组成一个串联的闭合电路,再将电压表串联到电路中,那电压表有无示数?若有,测的是什么

王朝知道·作者佚名  2012-07-09  
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分类: 教育/科学 >> 理工学科 >> 物理学
 
问题描述:

我看过一些参考书,书上说电压表有示数,测的是电源的电压,但是我问老师,老师说有示数,测的是电压表自己本身的电压(好像说是什么内阻的电压?)我弄不懂啊,请各位帮帮我吧,这个问题我想了好久也不明白!!

参考答案:

有示数,电压表本身是有内阻的,但是我们平时一般都把电压表的内阻忽略不计的

如果用高中的物理知识来看的话,这里要分两种情况:

准备知识:E=U+I*r,这里的E是电源电动势,I是整个闭合电路中的总电流,这里的r是电源内阻。电源电动势象块蛋糕,分给自己(电源)一点点,其他的作为压降分给用电器。

电压表显示的示数实际是加在自己两端的电压。在某种理解中,我们也可以认为电压表其实就是个用电器,只不过多个功能罢了。

当电压表串接在电路中时,电压表相当于是直接并联在电源及用电器的两端。

情况一:如果是理想电压表(即该电压表的内阻无穷大,正确并联在电路中测量用电器两端电压时不会分去电压,即完全无误差,初中里的电压表就是这么设想的,因为现实中不可能有,所以叫“理想”电压表),那么这时的电压表将直接显示E。因为这时候作为理想电压表其内阻大到无穷,这样的电路是不通的,相当于断路,它相当于直接并联在电源两端(这时候也没有电流经过用电器,所以用电器上的电阻相当于只是更加增加了断路的程度,也没有电压降分在用电器上,因为无电流)。整个电源电动势全部加在了电压表的两端,所以这时电压表只能显示电源两端的压降,即电源电动势E。

情况二:如果不是理想电压表,即只是内阻很大,比如大到几千欧姆甚至更高(这种电压表正确并联在电路中测量用电器两端电压时会有测量误差,一般来说它的内阻越大测量误差越小),那么这时候电路可以看成通的,只是电流很小罢了,这时的电路电流I=E/(r+r电+r用)这里的r电是电压表的内阻,r用是所有用电器的总内阻(这要由负载电路来决定),r是电源内阻(一般很小,几欧姆左右,甚至更小)这时电压表显示的将不再是E,而是I*r电,这个值一般很大,因为它的电阻大嘛,即电源电动势的大部分分到了它头上,电源本身拿走的一点点电压降很少(因为电源内阻小,通过的电流也小),负载电路上的也不多(因为电流小),所以在一定情况下还是可以认为还是约等于电源电动势的,严格说是比电源电动势小。

总而言之,就是说如果是个标有1.5V的电源,这个电压表显示的示数应该差不多也是1.5V,严格说是比1.5V小上一点点。

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