摘 要:電流表和電壓表是初中電學中常用的電表,是初學電學知識者必會的測量工具,當電路中的某部分電阻發生變化時,判斷電流表、電壓表的示數如何變化,是必須掌握的一項能力。結合案例對電表示數變化技巧進行分析。
關鍵詞:電表;示數;變化;判斷
電流表和電壓表是初學電學者必會的測量工具,它們分別是用來測量所在電路的電流和電壓的,所以要弄清電表示數的變化情況,用到的知識是歐姆定律以及串、并聯電路中電流、電壓和電阻的關系。針對不同連接方式的電路以及電表所測電路部分的不同,解決思路又有所區別,這里以例題為證。
例1.在如圖所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關S后,電流表的示數為I,電壓表的示數為U,若滑動變阻器的滑片P向右移動,則I__________;U__________;若電壓表與R2并聯時,U
__________(均選填“變大”“變小”或“不變”)。
這是一個串聯電路,很顯然要根據串聯電路及歐姆定律的有關知識去解決。
在電路中,電壓表測量R1兩端的電壓,當滑動變阻器的滑片P向右移動時,R2增大,根據R總=R1+R2,得R總也增大,再根據歐姆定律,I=U總/R總,因U總不變,所以I變??;電壓表的示數U,可直接用U=IR1去推導得出變小。而第三空就不能直接利用U=IR2去推導,因I變小,R2變大,那么I與R2的乘積將如何變化呢?這是初學者容易犯錯誤的地方。該怎樣去判斷此時電壓表的示數U的變化呢?再回過頭來看,因R1與R2串聯,所以,我們應考慮先確定R1兩端的電壓U1的變化情況,這樣,再根據U=U總-U1,就迎刃而解了。在這個電路中I變小,R1不變,所以U1=IR1變小,U=U總-U1,U總不變,故U總-U1的差變大,即U變大,得解了。
以上是在串聯電路中常見的情況,當電路并聯時,我們又該怎么判斷呢?
例2.如圖所示電路,當滑動變阻器的滑片P由中點向上移動時,電壓表V的示數__________,電流表A1的示數__________,A2的示數__________,A的示數__________。(選填“變大”“變小”或“不變”)
在這個電路中,R1與R2并聯,電流表A1、A2和A分別測R1、
R2和干路中的電流,電壓表V看似只與R1并聯,因在并聯電路
中,各支路兩端電壓相等,且在這個電路中,各支路兩端電壓就等于電源電壓,所以我們首先就可以確定,當滑片移動時,V的示數是不變的,再分別根據歐姆定律I=U/R判斷電流表A1的示數I1與電流表A2的示數I2的變化情況,I1=U/R1,U不變,R1不變,所以I1
不變;I2=U/R2,當滑片P向上移動時,R2變大,U不變,所以I2變
小。最后根據并聯電路中I=I1+I2,I1不變,I2變小,所以I也變小。題中四空答案也就確定了。
綜上所述,關于電路中電表示數變化的判斷,我們一般是先確定不變電阻對應的電流值或電壓值的變化情況,再利用串、并
聯電路中電流、電壓、電阻的關系去確定可變電阻對應電流及電壓的變化情況。掌握了這個規律,這類問題的解決還是很輕松的。
(作者單位 重慶市巫山初級中學)
編輯 陳鮮艷