请问,为什么电压表接在电源两极间,测量的是路端电压,而不是内电路两端的电压,也不是电源电动势!!!?_百度知道
请问,为什么电压表接在电源两极间,测量的是路端电压,而不是内电路两端的电压,也不是电源电动势!!!?
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由于电源通内阻电压表电流计改装面串联较电阻电压表测量外电阻电压外电路电压电压表理想即电压表内阻穷认测量电源电势
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实际电源其实都内阻电压表测电压候测电源两端电压路端电压供应外电路电压内电路包括电源总电压及内阻压没测内电压内阻关系测电源电势
电源有内阻，U内=Ir，可以理解为在电源内部。电压表用导线连在电源外部，测量的是被电源输出的电压。电动势E=U输出+U内，在输出之前，内电路有电阻分压，输出电压一定小于电动势，外部输出电压就是路端电压。
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出门在外也不愁　　终结推导闭合电路欧姆定律纷繁复杂的局面（修订版）　　高万斯　　摘要：　　常见物理教材中闭合电路欧姆定律的推导多种多样，五花八门，其中的错误在毒害我们百分之九十的学生。本文揭示其错误根源，提出终结推导闭合电路纷繁复杂局面的具体办法。　　关键词：终结
闭合电路　欧姆定律　　现在本文就选出五种具有代表性的推导过程供大家欣赏评析：　　人教版《物理》选修3-1：“我们分三部分考虑整个电路中的能量转化……2.内电路与外电路一样，也存在着恒定电场，正电荷也是在静电力的作用下移动的，……用U内表示Ｉr，它是内电路的电势降落。……　　E=U_外+U_内　　这就是说，电源的电动势等于内外电势降落之和。”[1]　　评析：　　其“正电荷也是在静电力的作用下移动”,说明正电荷在加速而违反了“稳定电流”这一先决条件。其实是正电荷在内电路受合力为零的静电力、非静电力和阻力作用下做匀速惯性运动，维持稳定电流。　　还有，“用U内表示Ｉr，它是内电路的电势降落” 从何而来？如何证明？实际上，内阻与电源完全融合，使纯电阻欧姆定律在内电路失效。内电阻的两端就是内电路的两端a、b两点（见下图），也是外电路的两端a、b两点。内阻上的电势降落无法单独测量， “Ｕ_内＝Ｉr”是没有实验依据的一种猜想。靠猜想和“就像”的类比而来的推导是不可信的。由于电源的内、外电路构成闭合回路，根据基尔霍夫定律[2]，U_外+U_内= 0 是铁定的。E=U_外+U_内是错误的。　　修正：根据焦耳定律，Q_内=I^2 rt ,可知U_r=Ir ,它是内阻上与电流I相关的电势降落，于是　　E=U_外+U_r　　、“内、外电阻两端的电势差（电压）就像儿童滑梯两端的高度差；……电源的电动势Ｅ等于内电阻上的电势差Ｕ内和外电阻上的电势差Ｕ外之和（图12－6）：　　Ｅ＝Ｕ_内＋Ｕ_外　　　　　　　　（１） 　　由部分电路的欧姆定律可知，Ｕ_内＝Ｉr,U_外=IR，所以　　E=Ir+IR
(2)　　这个式子也可以写作　　I=E/(R+r)
” 　　 [3]　　评析：　　1、其（1）式违反基尔霍夫定律，是完全错误的（见上文）。　　2、其“由部分电路的欧姆定律可知，Ｕ_内＝Ｉr ”是错误的，因为内电路含电动势使纯电阻欧姆定律不适用。　　③、“电源和负载连接成闭合回路。电源内部的电路叫内电路，电源外部的电路叫外电路。电流通过闭合电路时，由于内、外电路都有电阻，电流所做的功，等于非静电力移送电荷所做的功。即　　W=W_内+W_外　　q?=qU_内+〖qU〗_外　　?=U_内+U_外　　上式表明，电源电动势等于内外电路的电压降之和。　　假定外电路的电阻是R，内电路的电阻是r，电路中的电流强度是I，从部分电路欧姆定律，可得：　　U_外=IR；U_内=Ir　　把以上两式代入?=U_内+U_外可得：　　?=IR+Ir=I(R+r)　　因而
　　　　　　 I=?/(R+r) ”
[4]　　评析：　　为什么“电流通过闭合电路时，由于内、外电路都有电阻，电流所做的功，等于非静电力移送电荷所做的功”？为什么W=W_内+W_外？什么是Ｕ内？Ｕ内是“电源内部电路”的电压吗？为什么U_内=Ir？　　都缺乏根据，没有说理，没有推导，全是想当然，就像天上掉下的林妹妹,一无是处。　　其“从部分电路欧姆定律，可得：U_外=IR；U_内=Ir”是错误的，因为外电路是纯电阻电路，U_外=IR是正确的；内电路是含源电路，U_内=Ir是错误的。　　④、“闭合电路由两部分组成。一部分是电源外部的电路，叫做外电路。另一部分是电源内部的电路，叫做内电路。……内外电路上都有电压，外电路两端的电压叫做外电压，用U_外表示　　U_外=IR　　内电路中内电阻上也有电压，叫做内电压，用U_内表示　　U_内=Ir　　理论分析表明，在闭合电路中，电源电动势E等于外电压U_外与内电压U_内之和，用公式表示为E=U_外+U_内。即　　E = IR + Ir　　所以　　I=E/(R+r)
”　　 [5]　　评析：　　这里的“内电路中内电阻上也有电压，叫做内电压，用U_内表示：U_内=Ir”，为什么？证明过吗？根据什么？根据纯电阻欧姆定律吗？电源内阻是纯电阻吗？内阻上的电压能直接测量吗？　　这里的“理论分析表明”，究竟怎么理论分析？为什么不注明出处，提供链接？让我们盲目相信吗？这样的教科书怎么教书育人？教人凭空想象吗？　　⑤、“在时间t内通过导线任一截面的电量为q=It。根据式（9-19），这时电源所做的功为q?　=　?It。根据式（9-12）和式（9-14），电流在外电路释放的能量为：（UA-UB）It,电流在内电路释放的能量为I2rt.由能量转化与守恒定律，应有　　?It=(UA-UB)It+I2rt　　即　　?=（UA-UB）+Ir
(9-21)　　上式为单位正电荷的能量守恒方程，?表示电源对单位正电荷作的功，UA-UB表示电场力把单位正电荷通过外电路从正极搬到负极所做的功，即单位正电荷在外电路释放的能量，Ir表示单位正电荷通过电源内部所释放的能量。　　如果外电路只包含纯电阻R，则由于　　UA-UB=IR　　因而有　　?=IR+Ir　　或　　I=?/(R+r)
[6]　　评析：　　推导过程完全正确，有根有据，推导严谨，概念清楚，描述符号和公式的物理意义更是淋漓尽致享心悦目。最耐人寻味的是“Ir表示单位正电荷通过电源内部所释放的能量”这句话对Ir的解读。前面几种教材都把Ir解读为电压，并滥用欧姆定律。前后相比，彰显令人尊敬的北大风格（[4]为北大教授李椿所著）。叹：世上有高人，少有世人知！　　将（9-21）式的Ir解读为内阻造成的电压降，作为路端电压U_ab的一部分，也是可以的。但这是结果，不是过程，更不是前提条件，而且不是通常意义上的内阻电压。对推导过程贯彻始终的解读，就只能是“Ir表示单位正电荷通过电源内部所释放的能量”。　　⑥、“现在我们来计算一个电源两端的电压（路端电压）。按照定义，路端电压是静电场力把单位正电荷从正极移到负极所做的功，即　　U=U_(+-)-U_-=∫_+^-?〖E?dl〗　　这里的路径是任意的。我们选择积分路径通过电源内部。根据式（3-26）,　　E=-K+j/σ　　代入前式，得　　U=-∫_+^-?〖KKK?d?dl〗-∫_+^-?j?d?　　=∫_-^+?K?dld?-∫_-^+?ρjd?cosθ　　=??-II∫_-^+?〖(±1)ρdl/S〗
　　=??±Ir
(3.29)　　此式用于上图所示的闭合电路，将U=IR代入，得　　IR=?±Ir
[7]　　评析：　　这里将纯电阻电路的欧姆定律（微观形式）推广（载流子受两个力到三个力的推广，很自然）到电源内电路并积分，所得的式（3.29）称为一段含源电路的欧姆定律。依据的是电压与电场的关系、纯欧姆定律和纯欧姆定律对含源电路的推广。这一沿积分路径计算功的方法完全正确，但只适合大学使用。　　总结： 　　欧姆定律分为纯电阻电路的欧姆定律、一段含源电路的欧姆定律和闭合电路的欧姆定律，其电源外的电路必须由金属导体或电解质溶液构成，对日光灯等气态导体、晶体管和电子管之类不适用。　　推导欧姆定律就是应用牛顿定律求解稳恒电流载流子的运动状态。运动状态变化的基本原因有合外力或总功两种，功的主要成分是力，它们一脉相承，符合经典必具唯一性和简洁性原则，对纷繁的五花八门零容忍。推导的出发点在第⑤种选用总功，在第⑥种选用合外力，都是牛顿力学，所以殊途同归。如此严谨的逻辑推导均出自北大教授。　　综合推导闭合电路欧姆定律的种种方法，有代表性的第⑥种推导只适用于大学；第⑤种推导对大学和中学都适用；其余三种存在出发点不合理，把结果U_内=Ir　当作前提等几乎是常识性的错误，应予捨弃，回归经典的简洁性和唯一性，终结推导闭合电路欧姆定律纷繁复杂的局面，以免误人子弟。中、小学孩子们的教科书只能经典，不能多元，应一律采用第⑤种推导。　　[1]张大昌等 《物理》 选修3-1 人民教育出版社 2010年 60页　　[2]赵凯华等 《电磁学》 上册 人民教育出版社 页 　　[3]张大昌等 全日制普通高级中学教科书（必修） 物理 第二册 人民教育出版社 2003年
80页　　[4] 张镇川 全国技工学校通用教材 物理（第二版） 中国劳动出版社1990年 174页　　[5] 王金雨 全国中等职业技术学校通用教材 物理（第四版） 中国劳动社会保障出版社2005年 137页　　[6] 李椿 普通物理学讲义 第二册　中央广播电视大学出版社198４年 １５１页　　[7] 赵凯华等 电磁学 上册 人民教育出版社 1978年 193页
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