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MC1-0967-电源两端电压的方向为

MC1-0967 辨析电源两端电压的方向:电压方向按电位高低规定,从高电位的正极指向低电位的负极;从负极到正极是电源内部电动势的方向,两者恰好相反。文章把电源内部与外部的电流、电动势、端电压三条方向线分开讲清,并指出方向与负载和内阻的大小无关。

题库解析 阅读 15 点赞 0 评论 0

【题目编号】MC1-0967

【题目】电源两端电压的方向为:

【答案】A

[A]从电源的正极到负极

[B]从电源的负极到正极

[C]取决于负载电阻和电源内阻的相对大小

[D]与电源的电动势方向相同

考点速览

题目问电源两端电压的方向。四个选项分别是正极到负极、负极到正极、取决于负载电阻与内阻的大小关系、与电动势方向相同。这道题看着像概念背诵,其实考的是三个容易混的东西能不能分开:电位高低的指向、电动势的方向、以及电源内部与外部的差别。

电压方向由电位高低决定

电压就是两点之间的电位差。既然叫差,就有正负,也就有方向。通行的规定是把电压的方向定为从高电位端指向低电位端,也就是沿着电位下降的方向画箭头。这是一条人为的符号约定,与电流的参考方向约定配套使用,用来保证电路方程写出来不自相矛盾。

电源在对外供电的状态下,正极的电位高于负极,所以电源两端的电压方向从正极指向负极。这个方向同时也是外电路中电流流动的方向:正电荷在电场作用下从正极出发,经外电路回到负极。

电源内部与外部,方向各不相同

一个完整回路要分两段看。在电源外部,电流从高电位的正极流向低电位的负极,电压方向与电流方向一致。在电源内部,非静电力把正电荷从低电位的负极搬到高电位的正极,电池里靠的是化学作用,发电机里靠的是电磁感应,所以电源内部电流从负极流向正极。维持这个搬运过程的能力用电动势描述,电动势的方向规定为从负极指向正极,也就是电位升高的方向。

于是就有了那一组对照:电源内部的电动势方向是负极到正极,电源两端的电压方向是正极到负极,两者恰好相反。电源内部电流方向与电动势方向相同,外部电流方向与端电压方向相同。把这两句话记牢,本题四个选项一眼可判。

逐项辨析

选项 A 正确。电源两端电压的方向从正极指向负极,也就是从高电位端指向低电位端,这是电压方向定义用在电源上的直接结果。

选项 B 错。从负极到正极是电动势的方向,描述的是电源内部把正电荷从低电位端搬到高电位端的能力,不是电源两端对外呈现的电压方向。这一步混淆是本题最主要的陷阱。

选项 C 错。电压方向由两端电位的高低决定,与阻值大小无关。负载电阻和电源内阻的大小会影响电流大小、影响端电压的数值,但不会让电源的正负极调个个儿。只要电源还在供电,正极电位就高于负极。

选项 D 错。电动势方向是从负极到正极,电源两端电压方向是从正极到负极,两者方向相反而不是相同。空载时端电压在数值上与电动势相等,方向上依然按电压的定义来画。

电动势和端电压为什么方向相反

可以借一个直观的画面理解。把电源想成一台抽水机:它把水从低处的池子抽到高处的水塔,这个提升过程对应电动势,方向自然由低到高;而水塔与低处池子之间的水位差,从高处指向低处,对应电源两端电压的方向。一个描述提升能力,一个描述水位落差,指的是两件不同的事,方向相反很正常。

定量关系也印证这一点:端电压等于电动势减去内阻上的压降。带载时端电压小于电动势,方向仍按电位高低来定。

应试要点

三句话收尾。电压方向从高电位指向低电位,电源对外就是从正极到负极。电动势方向从负极到正极,与端电压方向相反。方向由电位高低决定,与电阻大小、电流大小都无关。凡把端电压方向说成从负极到正极、或者说它与电动势同向的,都是把两套方向混在了一起。

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