五、电压、电位的计算

电压、电位的计算

【知识要点】

1.电压和电位的关系及计算方法。

2.电路中的简化电源。

【知识精讲】

1.电位的定义

在电路中任选一个电位参考点，或者叫作零电位点，则电路中某一点A到参考点的电压叫作这一点的电位，用V A表示。

2.电位与电压关系

两点之间的电压等于两点电位之差U ab＝V a－V b，电位的单位与电压的单位相同。

3.电位正负值意义

正值：表示该点电位高于参考点，正值越大，电位越高。

负值：表示该点电位低于参考点，负值越大，电位越低。

说明：(1)电位相对性，如果不确定参考点，讨论电位的高低无实际意义。

(2)在同一电路中，参考点改变时，各点电位值也会相应改变。

(3)在同一电路中，参考点确定后，电路中各点电位有唯一确定数值(电位单值性原理)。

4.电路简化形式复原为一般形式

如图所示，在简化电路中找到零电位点(若电路中没有可任意假设电路外任意一点)，然后在已知电位点与零电位点之间接入电压源，已知电位点为“＋”则接电压源“＋”，反之接“－”，电压源的电动势即为该点电位大小。

5.电路中各点电位及两点间电压的分析和计算

(1)电路中各点电位的计算

首先选定电路的零电位，从计算点通过一定的路径绕到零电位点(路径应尽可能简捷，一般不应通过电流源)，该点的电位即等于此路径上全部电压的代数和。如果在绕行过程中遇到电源并且为从正极到负极，则加上电源电压值；如为从负极到正极，则减去电源电压值。如果遇到电阻，则根据电阻上的电流方向，绕行方向与电流方向相同，则加上电压降IR；相反减去电压降IR。

(2)利用电压为电位之差的定义，可以方便地根据各点的电位求出任意两点间的电压。反过来也可以先根据欧姆定律求出电压，然后根据所求出的电压，再运用电压电位关系式来确定某点电位。

(3)根据电路中各点电位的情况，可以判断电路或器件的工作状态。(如三极管工作状态的判定)

【课堂练习】

1.求下图所示电路中a, b, c, d四点电位。

2.如图(1)所示电路中，试求S断开时和开关闭合时两种情况下的A点电位V A。

图(1)图(2)图(3)

3.试求如图所示电路中A点和B点的电位。如将A、B两点直接连接或接一电阻，对电路工作有无影响？

【巩固练习】

一、填空题

1.如图所示电路，S打开时V A＝________；S闭合时V A＝________。

2. 如图所示电路，R1=R2，R3=R4，E1=16V，E2=4V，I=1A，V a=2V，V b=8V。则R3= ，

E2功率为。

第1题图第2题图

3.如图所示电路中，开关S闭合时V A＝________，开关S断开时，V A＝________。

第3题图第4题图

4.如图所示电路中，V A＝_______，V B＝_______，V C＝________，U AC＝________。

二、判断题

1.电路中参考点改变，各点的电位也将改变。( )

2.电路中电源电动势的正极表示是高电位点，所以电位值一定是正值。()

3.电路中的某两点间电位相等，则用导线联结两点时，导线中电流一定为零。()

4.V A＝－5 V的负号是指该点的电位值比零电位小。()

5.某点的电位可以理解为该点与零电位之间的电位差。()

三、选择题

1.若把电路中电位为2 V的一点选为新的电位参考点，则在新参考点下，电路中各点的电位都比原来的()

A.升高

B.降低

C.保持不变

D.有升有降

第2题图

2.如图所示，V A为()

A.V A＝IR＋U S

B.V A＝IR－U S

C.V A＝－IR＋U S

D.V A＝－IR－U S

四、计算题

1.电路如图所示，已知V C=8V，求：U AB 。

第1题图

2.电路如图所示，试求S断开与闭合两种情况下的电位V A与电压U O 。

第2题图