讓電荷定向移動的神秘推手

王大友 華慶富

對于電壓這個物理量，許多同學感覺非常抽象，比如超市里一節新的干電池，上面標注的電壓為1.5 V，1.5 V有多大呢？它怎么就能夠驅動電荷定向移動起來呢？我們又該如何測量電壓的大小呢？

電壓對電荷的這種“驅動力”看不見也摸不著，不過我們可以類比水壓來認識它。如圖1所示，左邊水池中的水面高于右邊水池，根據液體的壓強特點可知，左邊水池中的水與右邊水池中的水相比，存在著一個向右的壓強差，此時如果打開水路中的閥門，這個水壓差將使得水路中的水定向向右移動而形成水流。類似地，電源中的正、負電荷分別聚集在正、負極時，正極對負極就會形成一種類似于“水壓差”的“電壓差”，也就是“電壓”，電壓“驅使”圖中的負電荷定向向著正極移動而形成電流。如果是導電溶液，電壓則同時“驅使”著正、負離子定向分別向著負極、正極移動。

當圖1中的兩個水池的水面相平時，“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的水流，上面的抽水機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，它通過內部的化學反應，將定向移動到正極的負電荷移動到負極，即消耗化學能產生電能供用電器使用。

電壓有高低，這就要應用電壓表精確測量比較了，使用電壓表時需要注意以下問題：

1. 電壓表必須與被測用電器并聯;

2. 要讓電流從電壓表的正接線柱流入，從負接線柱流出;

3. 所測電壓不能超過電壓表的量程，若不能估測被測電壓的大小，可用試觸法來試一下;

4. 在量程范圍內，可以直接把電壓表接在電源的兩極上測量電源電壓，這是因為電壓表接入電路后相當于斷路，不會出現短路故障。

通過上面的介紹，你是否已經認識電壓了呢？