對電流表電壓表示數變化判斷問題的歸納解析

摘要：電流表電壓表示數變化判斷問題，是初中科學電學部分學習的一個重點和難點，也是近年中考的熱點。文章通過具體實例歸納解析了由開關閉合、斷開，滑動變阻器調節，敏感電阻變化三種情況引起的電流表電壓表示數變化，希望對學生熟練解決此類問題有一定的幫助。

關鍵詞：電流表 電壓表 滑動變阻器

在近年來浙江省的科學中考題目當中，電流表電壓表示數變化判斷問題常以選擇題或填空題形式呈現，盡管分值不大，但對學生的電路知識綜合運用能力的要求較高，加之面對復雜多變的電路情況時，學生往往不能對此類問題進行合理歸類，導致其思維混亂，無從下手，失分率較高。下面筆者在具體實例中對此類問題進行歸納和解析。

一、由開關閉合、斷開引起的電表示數變化

例1：如圖1所示電路，當開關閉合后，判斷電流表示數的變化。

解析：開關閉合前，電路中只有R1一個電阻，電流I=U/R1。開關閉合后，R1和R2并聯，I=I1+I2=U/R1+U/R2，I1不變，I變大，即電流表示數變大。

例2：如圖2所示電路，當開關閉合后，判斷電流表示數的變化。

解析：開關閉合前，電路中R1和R2串聯，R總=R1+R2。I前=U/R總；開關閉合后，R2短路，電路中只有R1，此時，I后=U/R1。由于U保持不變，R1+R2>R1，所以I前

例3：如圖3所示電路，當開關閉合后，判斷電流表和電壓表示數的變化。

解析：開關閉合前，電阻R和燈泡L串聯，R總=R+RL，電壓表測的是電阻R兩端的電壓。UR前=U-UL，I前=U/R總。開關閉合后，燈泡L出現短路，電路中只有電阻R，UR后=U，I后=U/R。U保持不變，所以I前

圖1 圖2

圖3 圖4

二、由滑動變阻器調節引起的電表示數變化

例4：如圖4所示電路，閉合開關，滑片P向左移動，判斷電流表和電壓表示數的變化情況。

解析：R1和R2串聯，R總=R1+R2，U=UR1+UR2。P向左移動后，R2變小，R1不變，R總變小。根據歐姆定律I=U/R總，電源電壓U不變，I變大，所以電流表示數變大。再根據歐姆定律UR1=IR1，因為I變大，R1不變，所以UR1變大，即電壓表示數變大。

例5：如圖5所示電路，閉合開關后，滑動變阻器R滑片P向右滑動，判斷各電表示數變化的情況。

解析：先根據“三步走”法分析電路的聯接方式，再判斷各個電表的測量對象，再判斷滑動變阻器電阻變化以后，各個電表示數的變化情況。電流從電源正極出發，依次通過滑動變阻器R、電流表A1和電阻R1和開關S回到電源負極，三者為串聯。電壓表V2直接接在電源兩端（電流表A2視為導線），所以測的是電源兩端電壓。電壓表V1直接接在R1兩端（電流表A1視為導線），所以測的是R1兩端電壓。因此，I=IR1=IR，U=UR1+UR。R總=R1+R。

P向右移動后，R變大，R1不變，所以R總變大。根據歐姆定律I=U/R總，電源電壓U不變，R總變大，所以I變小，即IR1和IR都變小，再根據歐姆定律UR1= R1IR1，因為IR1變小，R1不變，所以UR1變小，最后根據U=UR1+UR，得出UR變大。因此，電流表A1和A2的示數都變小，電壓表V1示數變小，電壓表V2測的是電源電壓，示數不變。

例6：如圖6所示電路，閉合開關后，滑動變阻器R滑片P向右滑動，判斷各電表示數變化的情況。

解析：根據“三步走法”，電流從電源正極出發，通過A2，然后分為兩路，一路依次通過電阻R1、電流表A1、開關S回到電源負極，電阻R1和電流表A1為串聯，所以電流表A1測的是通過電阻R1的電流；一路通過滑動變阻器R、開關S回到電源負極。可以看出電流A2表處在干路，測的是通過電阻R1和滑動變阻器R的電流之和，電阻R1和滑動變阻器R是并聯的。電壓表V1直接接在電阻R1或電源兩端（電流表A1和A2視為導線），所以測的是電阻R1兩端電壓或電源電壓。電壓表V2直接接在滑動變阻器R兩端，所以測的是滑動變阻器R兩端電壓。以此，I=IR1+IR，U=UR1=UR。

P向右移動后，R變大，R1不變，由于U=UR1=UR，而電源電壓不變，所以UR1和UR都不變。根據歐姆定律IR1=UR1/R1，UR1不變，R1不變，所以IR1不變。同理根據歐姆定律IR=UR/R，UR不變，R變大，所以IR變小，I=IR1+IR，所以I變小。因此，電流表A1的示數不變，電流表A2示數變小。電壓表V1和V2示數不變。

圖5 圖6

圖7 圖8

三、由敏感電阻變化引起的電表示數變化

例7：如圖7所示的電路中，R是一個定值電阻，Rt是一個半導體材料制成的熱敏電阻，其阻值隨溫度變化（見圖7曲線圖），當開關閉合且電阻Rt所處的環境溫度升高時，判斷電流表、電壓表示數的變化情況。

解析：在圖7所示的電路中，電阻R和Rt是串聯的，總電阻R總=R+Rt，U=UR+Ut。電壓表測的是電阻Rt的電壓。根據曲線圖可知，Rt相當于一個滑動變阻器。當溫度升高時，Rt的電阻變小，而R不變，所以R總變小。根據歐姆定律I=U/R總，電源電壓U不變，I變大，同理根據歐姆定律UR=IR，R不變，I變大，UR變大。再根據Ut=U-UR，所以Ut變小。因此，電流表示數變大，而電壓表示數變小。

例8：將光敏電阻R、定值電阻R0、電流表、電壓表、開關和電源連接成如圖8所示電路。已知光敏電阻的阻值會隨光照強度的增大而減小。閉合開關，逐漸增大光敏電阻的光照強度，判斷電流表、電壓表示數的變化情況。

解析：如圖8所示的電路中，電阻R0和光敏電阻R是串聯的，R總=R0+R，電壓表測的是電阻R0兩端的電壓，U=UR0+UR。光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小，閉合開關，逐漸增大光敏電阻的光照強度，Rt變小，R0不變，R總變小。根據歐姆定律I=U/R總，電源電壓U不變，R總變小，I變大，根據歐姆定律UR0=IR0，R0不變，I變大，UR0變大。所以電壓表示數變大，電流表示數變大。

四、結語

總而言之，面對電流表電壓表示數變化的判斷問題，首先要判斷出電路連接的形式以及電壓表、電流表的測量對象，再分辨是由哪種情況引起的電表示數變化，最后綜合運用歐姆定律和串并聯電路電流、電壓特點去推斷。同時在平時的練習過程中也要多總結歸納，化繁為簡，從而提高解題的效率。

參考文獻：

袁中星.初中科學串并聯電路分析和判定“三步走”法[J].學周刊，2014（02）.