知识背景
1780 年，意大利解剖学家伽伐尼在处理蛙腿时发现：金属刀碰到蛙腿，腿会突然抽动。他以为发现了「动物电」。同一时期的物理学家伏打不同意——他认为电来自两种不同的金属，蛙腿只是充当了检验器。
为了证明这一点，伏打把锌片和铜片交替叠起来，中间垫上浸盐水的纸片，做成了世界上第一个能持续供电的装置——伏打电堆。1800 年，他把这个发明写信告诉了拿破仑。从此人类第一次有了稳定的电源，电学研究进入快车道。
伏打找到的，正是维持电流所必需的那个东西：电压。它像水位差推动水流一样推动电荷流动。国际单位制中电压的单位就叫伏特（简称伏，符号 ）。今天我们说「一节干电池 」「家庭电路 」「手机充电 」，用的都是他的名字。
知识讲解
电压及其单位
电压是使电路中形成电流的原因，用符号 表示，单位是伏特（）。电源是提供电压的装置。
常用单位换算：
几个必须记住的数值：一节新干电池 ；一节蓄电池 ；家庭电路 ；对人体安全的电压不高于 ；手机充电器输出常为 。
- 水位差推动水流，电压推动电荷形成电流。没有水位差水就不流，没有电压电路里就没有持续电流。
- 抽水机把水从低处送到高处、维持水位差；电源把电荷「搬」到两极、维持电压。
- 注意方向不能倒过来说：是电压引起电流，不能说「有电流才有电压」。断开的电路中电源两端仍有电压，只是没有电流。
电压表的使用规则
使用电压表的四条规则（与电流表对照记）：
- 电压表必须与被测用电器并联（要测它两端的「落差」）。
- 电流必须从正接线柱流入、负接线柱流出。
- 被测电压不得超过所选量程。实验室常用电压表有两个量程： 至 （分度值 ）和 至 （分度值 ）。
- 电压表可以直接接在电源两极上（此时测的是电源电压）——这一条与电流表正好相反，因为电压表内阻很大，不会造成短路。
读数：先看量程，再算分度值（量程除以格数），同一指针位置在两量程下的读数相差 5 倍。选量程仍用试触法：先接大量程，若读数小于 则换小量程以提高精度。
串联电路的电压规律
串联电路两端的总电压等于各部分电压之和：
理解：串联相当于把几段「落差」接在一起，总落差是各段之和。所以串联电路有分压作用。
并联电路的电压规律
并联电路中各支路两端的电压相等，且等于电源电压：
理解：各支路的两端接在同样的两个点上，「落差」自然相同。所以并联电路各支路互不影响。
一张对照表（本章最核心的四条规律）：
| 连接方式 | 电流规律 | 电压规律 |
|---|---|---|
| 串联 | （各处相等） | （分压） |
| 并联 | （分流） | （相等） |
实验与探究
用两节干电池、两只规格不同的小灯泡、电压表、开关和导线，探究串联电路中总电压与各部分电压的关系。
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步骤：① 断开开关，把两灯串联接入电路；② 用电压表分别并联在 两端测 、并联在 两端测 、并联在两灯串联部分的两端（即电源两极）测总电压 ；③ 换用不同规格的灯泡或改变电池节数，重复测量三次。
数据（示例）：第 1 次 ，，；第 2 次 ，，；第 3 次（三节电池），，。
分析与结论：每次都有 ，故串联电路 。同时可以看到两灯电压通常不相等（电阻大的分得的电压多），因此不能由一次「两灯相同」的实验就得出「各部分电压相等」的结论。操作要点：移动电压表位置时应断开开关；每次都要检查正负接线柱和量程；换灯泡、换电池是为了让结论具有普遍性。
经典例题
与 串联接在电源上。电压表并联在 两端读数为 ，并联在电源两极时读数为 。求 两端的电压；若把电压表改接在 两端，量程应选哪个？
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第一步：判断连接方式。题中两灯串联，只有一条电流路径，电压具有分压关系。第二步：列已知量。总电压 ，，求 。
第三步：选公式并代入。由串联电压规律 得 。第四步：检验单位与合理性。单位为伏特； 小于总电压且 与总电压相符，正确。
第五步：选量程。 大于 ，超出小量程，必须选 至 的量程（分度值 ）。
答：，应选 至 量程。提示： 分得的电压比 多，说明 的电阻更大——串联电路中电阻大的分压多。
难点与易错点
- 把电压表串联进电路：电压表必须并联在被测用电器两端；串进去后因其内阻很大，电路中电流极小，用电器几乎不工作，而电压表读数接近电源电压。
- 认为电压表也不能接电源两极：这一条只对电流表成立；电压表可以直接接电源两极测电源电压。
- 量程与刻度看错：接 量程按 刻度读，结果会大 5 倍。
- 串并联规律张冠李戴：串联是电流相等、电压分配；并联是电压相等、电流分配。四条规律要配对记。
- 说「有电流才有电压」：因果颠倒。电压是原因，电流是结果；断路时有电压而无电流。
- 认为串联时两灯电压一定相等：只有当两者电阻相等时才相等，一般情况下电阻大的分压多。
生活中的应用
- 家庭电路 ，各电器并联：所以每个电器两端都是 ，开一个不影响另一个。
- 手机充电器把 变成 ：因为手机电池只能承受较低电压，电压过高会损坏元件。
- 两节电池串联使用：，用来给需要更高电压的玩具、手电供电，这就是串联分压规律的反向应用。
- 潮湿环境用 以下的安全电压照明：地铁隧道、地下室施工常用低压行灯，因为对人体安全的电压不高于 。
生活应用题 1 · 一串亚运彩灯的电压核算
某场馆装饰用彩灯由 20 只相同的小灯泡串联后接在 的电源上。① 每只灯泡两端的电压是多少？② 若其中一只灯丝烧断，其余灯泡还亮吗？③ 若把其中一只灯泡换成一根导线（相当于把它短路），其余每只灯泡的电压变成多少？这样做安全吗？
分步解：
- 判断连接方式：20 只灯串联，总电压等于各只电压之和，且各只规格相同，故电压平均分配。
- 算每只电压：由 且各 相等，得 。
- 分析断丝的后果：串联只有一条路径，一处断开即整条电路断路，其余灯泡全部熄灭。
- 算短路一只后的电压：剩下 19 只串联分 ，每只为 ；单位为伏特。
- 判断安全性：每只灯泡实际电压由 升到约 ，超过额定电压，灯丝更易烧断，接连烧坏时剩余灯泡电压会越来越高，不安全。答：每只 ；断一只则全灭；短接一只后每只约 ，应换上同规格灯泡。
生活应用题 2 · 给电子体温计换电池
某电子体温计需要 工作电压。小杭手边只有 的干电池。① 他应该怎样连接两节干电池？② 若他错接成并联，电压是多少，体温计能正常工作吗？③ 若误用 电池会怎样？
分步解：
- 明确目标并选规律：需要 ，手边每节 ；要让电压相加，应用串联电压规律 。
- 代入求解：两节串联时 ，单位为伏特，恰好满足要求，故应把两节电池串联（正极接负极）。
- 分析并联的情况：并联时各支路电压相等，，低于 ，体温计无法正常工作。
- 分析电压过高的情况： 远高于额定值 ，会使内部电流过大，烧坏电路元件。答：应串联两节干电池得 ；并联只有 不能工作；用 会损坏仪器。这说明用电器必须在额定电压下工作。
考点
- 实验题·高频：电压表的读数（量程与分度值，两量程读数差 5 倍）与使用规则
- 比较题·高频：电压表与电流表在接法、能否直接接电源两极上的区别
- 探究题·高频：串、并联电压规律的实验设计与「换灯泡、换电池多次测量」的原因
- 计算题·高频：由 求串联各部分电压；由 判断并联支路电压
- 识图题·高频：判断电压表测的是哪个用电器（或哪几个）两端的电压；串联彩灯、电池串联、安全电压与家庭电路电压的应用题
中考真题
与 串联在电源上，电源电压为 。电压表并联在 两端时读数为 ，则（ ）A. 两端电压为 B. 两端电压为 C. 通过 的电流大于通过 的电流 D. 的电阻大于 的电阻
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第一步：判断连接与规律。两灯串联，适用 和 。第二步：算 。，故 B 正确，A 错（ 是总电压）。
第三步：判断电流。串联各处电流相等，故 C 错。第四步：判断电阻大小。 大于 ，在电流相同的条件下，分得电压多者电阻大，故 的电阻大于 ，D 错。
答案：B。
小科要测小灯泡 两端的电压，却把电压表串联接进了电路。闭合开关后，他发现两只灯泡都几乎不发光，而电压表的读数接近电源电压。请解释这两个现象，并写出正确的接法。
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第一步：说明电压表的特点。电压表的内阻很大，几乎相当于一个很大的电阻。第二步：解释灯泡不亮。电压表串进电路后，电路总电阻变得很大，由 知电路中电流极小，灯泡几乎不发热发光。
第三步：解释读数接近电源电压。串联时电阻大的分压多，电压表内阻远大于灯泡电阻，因此绝大部分电压加在电压表上。第四步：写出正确接法。电压表应与 并联（正接线柱接靠近电源正极的一端），并根据估计值选择合适量程；接线时开关必须断开。
答：错因是把电压表串联，使电路电流极小、电压几乎全落在电压表上；应改为与 并联。这也从反面说明了「电压表必须并联」的道理。