電表的兼容與使用過程中的幾個問題

孫高飛

在近年的高考中電表是熱門的考點，也是學生學習中的難點，學生失分較多，究其原因學生對電表的結構，電表的工作原理等知識不熟悉、理解不到位所致。本文嘗試從電表的工作原理入手，對電表在應用中遇到的一些問題等方面去探析。

一、不同量程的電壓表或電流表串并聯時偏角與讀數問題

四個相同的小量程電流表（表頭）分別改裝成兩個電流表A1、A2和兩個電壓表V1、V2。已知電流表A1的量程大于A2的量程，電壓表V1的量程大于V2的量程，改裝好后把它們按圖示接入電路，則（ ）

A.電流表A1的讀數大于電流表A2的讀數

B.電流表A1的偏轉角小于電流表A2的偏轉角

C.電壓表V1的讀數小于電壓表V2的讀數

D.電壓表V1的偏轉角等于電壓表V2的偏轉角

分析：如果用相同的表頭改裝成的兩個量程不同的電壓表，如果并聯測一電壓，我們不難得知兩表的讀數相同，但由于量程不一樣，兩表的偏角不一樣，量程大的偏角小。如果兩表串聯測一電壓，我們可以從原理圖上看出（圖a），兩個表頭都處在同一串聯電路上，通過的電流相同，故兩表頭的偏角相同，因為量程不一樣，量程大的讀數大。

如果用相同的表頭改裝成的兩個量程不同的電流表，如果兩表串聯測量一電流，因為串聯電路電流相等，兩表的讀數相同，因為量程不一樣，量程大的偏角小。如果兩表并聯測一電流，我們從原理圖上可以看出（圖b），流過兩表頭的電流相等，故兩表頭的偏角相等，即兩電流表的偏角相同，量程大的讀數大。所以答案為AD。

二、在探究電容器的影響因素時，為什么用靜電計，而不用更為精確的電壓表問題

分析：該實驗探究的電容器在電量不變時，電容的影響因素，用靜電計是因為其工作原理是利用金屬桿和外殼之間的電場作用的，不需要電流流過，從而最大限度的保障電容的電量不變。

如果用電壓表，電壓表的工作原理是有電流流過時指針才會偏轉，如果接到兩極板上，兩極板的電量就會減少直至放完，就達不到實驗的目的了。

三、在法拉第電磁感應定律中，兩金屬棒在軌道上切割磁感線，兩棒上接的電流表和電壓表有無讀數的問題

如圖所示，在勻強磁場中，MN和PQ是兩條平行的金屬導軌，而ab與cd為串有電壓表和電流表的兩根金屬棒。當兩棒以相同速度向右運動時（運動過程中兩棒始終與導軌接觸），正確的是（ ）

A.電壓表有讀數，電流表有讀數

B.電壓表無讀數，電流表無讀數

C.電壓表有讀數，電流表無讀數

D.電壓表無讀數，電流表有讀數

分析：這道題答案選B，電壓表電流表均無讀數，兩金屬棒產生相同的電動勢，ac等勢bd等勢，故電路中無電流，電流表無讀數；ab之間有電勢差為什么電壓表無讀數？不少同學有這樣的疑惑，原因對電壓表的原理和內部結構不熟悉所致，電壓表是由表頭串聯分壓電阻改裝而成的，電路中沒有電流，自然表頭就不會偏轉，這樣雖然有電壓，但是電壓表卻無讀數。

四、在使用歐姆表時，指針偏角偏小應該怎樣調整倍率的問題

不少同學認為指針偏角偏小是因為電阻偏小，應該調小倍率，使測量趨于合理，減少讀數誤差。這種認識是錯誤的，這是對歐姆表的工作原理不熟悉所致。當外測電阻為0時，這時指針處于滿偏狀態，所以歐姆表的零刻度在最右邊，外測電阻越大電流越小，但本質上還是通過表頭的電流來表示電阻的，當我們選定量程后，進行歐姆調零后，如果發現偏角過小，不是電阻小，其實我們看到的是表頭指針的偏轉角度小即電流小，應該是電阻大才對，故應該換大量程的歐姆表。

在使用電表過程中，我們還會遇到這樣那樣的問題，只要理解和掌握表頭的工作原理和電表結構，明確電表的使用規則等，就能很好的解決這些問題。

（作者單位：江蘇省豐縣中學）