理解電表的內阻提高分析電路的能力

鄭育球

【摘 要】本文從教學實例出發，闡述在物理教學中如何引導學生理解電表的內阻，以達到提高學生在電路方面的分析能力。

【關鍵詞】物理;實例;電阻;分析能力

從事電器維修的人員都知道，如果要對某一段電路作精確的測量時，電壓表的內阻我們是需要考慮的，因為它會影響測量結果。我是一個業余維修人員，對這方面體會深刻，而初中階段，學生的電路都非常簡單，基本上不考慮這方面的影響，所以我們教學生分析電路時，可以把電壓表看成是一個阻值非常大的定值電阻，連接到電路上看成是開路，電流表的阻值非常小，連接在電路上可看成是一根導線，再根據串、并聯電路電流電壓特點去分析電路，這樣我們就解決了學生識圖的一大障礙，使學生在短期內能正確分析電路，下面結合實例作具體分析：

例一、如圖1所示，電源電壓不變，閉合電路中的S后，燈L1.L2都發光，一段時間后，其中一盞燈突然熄滅，電壓表V1的示數變大，電壓表V2的示數變小，試分析產生這一現象的原因是（）。

A、燈L1斷路 ? ? ? ? ?B、燈L2斷路

C、燈L1短路 ? ? ? ? ?D、燈L2短路

分析：要分析產生這一現象的原因，先要弄清L1、L2的連接方式，V1和V2直接去掉，A用導線代替后，電路圖1等效為圖2，由圖2可知：L1、L2是串聯，由于是其中的一盞燈熄滅，另一盞仍亮著，故L1、L2可能是斷路，V1的示數增大，說明L1兩端的電壓增大，V2的示數變小，說明連接V2兩端的電阻變小（L2短路），因為串聯電路中，電壓的分配與電阻的大小成正比。故選D。

例二、如圖3所示，電源電壓保持不變，閉合開關S，當滑動變阻器R的滑片P從中點向b端滑動過程中問：

⒈電壓表示數有什么變化？

⒉電流表A1、A2的示數有什么變化？

⒊燈泡L的亮度有什么變化？

分析與解答：首先把電壓表V去掉，把A1、A2當成是一根導線，畫成等效圖4，從圖4可以看出，燈L與滑動變阻器是并聯的，據此可看到A1測的是通過滑動變阻器的支路電流，A2測的是干路電流，電壓表V測的是電源電壓，因此當滑動變阻器的滑片P從中點向b端滑動的過程中，電壓表的示數不變，由于滑動變阻器連入電路中的電阻會增大，通過滑動變阻器的支路電流會變小，即A1的示數變小，通過A2的干路電流會減小，即A2的示數會變小，又因為L兩端的電壓不變，所以燈泡L的亮度不變（功率不變）。

例三、如圖5所示，閉合開關S后，電壓表和電流表會損壞嗎？

如果把電流表去掉，燈L會發光嗎？

分析與解答：這是一道較為特殊的電路圖，按照電壓表和電流表的使用規則，電壓表是要并聯在被測電路上，電流表串聯在被測電路上，而這一道題則相反，電壓表串聯在被測電路中，電流表并聯在燈泡的兩端。解答此題我們同樣可以用上述方法解答，把電流表當成是一根導線，其等效圖如圖6所示，可以看出電壓表測的是電源電壓（3V），故電壓表不會損壞，由于電壓表的電阻非常大，電流表就相當于與一個阻值很大的電阻串聯，故流過電流表的電流就非常小，電流表也不會被損壞。如果把電流表去掉，則燈L與電壓表串聯，此時電路中的總電阻很大，電路中的電流非常小，燈L不可能發光，根據串聯電路電壓分配與電阻成正比可知，電壓表的示數會接近電源電壓（3V）。

實踐證明，如果遇到電路圖中有電流表與電壓表的，采取上述方法去分析，學生的學習效果會很好，學生過好了識圖關，學生學習電功率這一章就會感覺輕松了許多。

參考文獻：

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[2]孫福貴，消除電表內阻引起誤差的多種電路設計[J]，山西教育：高考理科，2005.11.