讓電荷定向移動(dòng)的神秘推手

王大友 華慶富

對(duì)于電壓這個(gè)物理量，許多同學(xué)感覺(jué)非常抽象，比如超市里一節(jié)新的干電池，上面標(biāo)注的電壓為1.5 V，1.5 V有多大呢？它怎么就能夠驅(qū)動(dòng)電荷定向移動(dòng)起來(lái)呢？我們又該如何測(cè)量電壓的大小呢？

電壓對(duì)電荷的這種“驅(qū)動(dòng)力”看不見(jiàn)也摸不著，不過(guò)我們可以類(lèi)比水壓來(lái)認(rèn)識(shí)它。如圖1所示，左邊水池中的水面高于右邊水池，根據(jù)液體的壓強(qiáng)特點(diǎn)可知，左邊水池中的水與右邊水池中的水相比，存在著一個(gè)向右的壓強(qiáng)差，此時(shí)如果打開(kāi)水路中的閥門(mén)，這個(gè)水壓差將使得水路中的水定向向右移動(dòng)而形成水流。類(lèi)似地，電源中的正、負(fù)電荷分別聚集在正、負(fù)極時(shí)，正極對(duì)負(fù)極就會(huì)形成一種類(lèi)似于“水壓差”的“電壓差”，也就是“電壓”，電壓“驅(qū)使”圖中的負(fù)電荷定向向著正極移動(dòng)而形成電流。如果是導(dǎo)電溶液，電壓則同時(shí)“驅(qū)使”著正、負(fù)離子定向分別向著負(fù)極、正極移動(dòng)。

當(dāng)圖1中的兩個(gè)水池的水面相平時(shí)，“水壓差”將不再存在，水流也將不再存在，要想水路中存在持續(xù)的水流，上面的抽水機(jī)必須不斷地從右邊水池中將水抽到左邊水池中，維持兩邊的液面高度差，即維持著“水壓差”。同樣，在圖2的電路中，電池就起著維持“電壓”的作用，它通過(guò)內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，將定向移動(dòng)到正極的負(fù)電荷移動(dòng)到負(fù)極，即消耗化學(xué)能產(chǎn)生電能供用電器使用。

電壓有高低，這就要應(yīng)用電壓表精確測(cè)量比較了，使用電壓表時(shí)需要注意以下問(wèn)題：

1. 電壓表必須與被測(cè)用電器并聯(lián);

2. 要讓電流從電壓表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出;

3. 所測(cè)電壓不能超過(guò)電壓表的量程，若不能估測(cè)被測(cè)電壓的大小，可用試觸法來(lái)試一下;

4. 在量程范圍內(nèi)，可以直接把電壓表接在電源的兩極上測(cè)量電源電壓，這是因?yàn)殡妷罕斫尤腚娐泛笙喈?dāng)于斷路，不會(huì)出現(xiàn)短路故障。

通過(guò)上面的介紹，你是否已經(jīng)認(rèn)識(shí)電壓了呢？