摘 要:電流表和電壓表是初中電學(xué)中常用的電表,是初學(xué)電學(xué)知識(shí)者必會(huì)的測量工具,當(dāng)電路中的某部分電阻發(fā)生變化時(shí),判斷電流表、電壓表的示數(shù)如何變化,是必須掌握的一項(xiàng)能力。結(jié)合案例對(duì)電表示數(shù)變化技巧進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞:電表;示數(shù);變化;判斷
電流表和電壓表是初學(xué)電學(xué)者必會(huì)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(shù)的變化情況,用到的知識(shí)是歐姆定律以及串、并聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的關(guān)系。針對(duì)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(qū)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(guān)S后,電流表的示數(shù)為I,電壓表的示數(shù)為U,若滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng),則I__________;U__________;若電壓表與R2并聯(lián)時(shí),U
__________(均選填“變大”“變小”或“不變”)。
這是一個(gè)串聯(lián)電路,很顯然要根據(jù)串聯(lián)電路及歐姆定律的有關(guān)知識(shí)去解決。
在電路中,電壓表測量R1兩端的電壓,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),R2增大,根據(jù)R總=R1+R2,得R總也增大,再根據(jù)歐姆定律,I=U總/R總,因U總不變,所以I變??;電壓表的示數(shù)U,可直接用U=IR1去推導(dǎo)得出變小。而第三空就不能直接利用U=IR2去推導(dǎo),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(xué)者容易犯錯(cuò)誤的地方。該怎樣去判斷此時(shí)電壓表的示數(shù)U的變化呢?再回過頭來看,因R1與R2串聯(lián),所以,我們應(yīng)考慮先確定R1兩端的電壓U1的變化情況,這樣,再根據(jù)U=U總-U1,就迎刃而解了。在這個(gè)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(lián)電路中常見的情況,當(dāng)電路并聯(lián)時(shí),我們又該怎么判斷呢?
例2.如圖所示電路,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由中點(diǎn)向上移動(dòng)時(shí),電壓表V的示數(shù)__________,電流表A1的示數(shù)__________,A2的示數(shù)__________,A的示數(shù)__________。(選填“變大”“變小”或“不變”)
在這個(gè)電路中,R1與R2并聯(lián),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(lián),因在并聯(lián)電路
中,各支路兩端電壓相等,且在這個(gè)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(dāng)滑片移動(dòng)時(shí),V的示數(shù)是不變的,再分別根據(jù)歐姆定律I=U/R判斷電流表A1的示數(shù)I1與電流表A2的示數(shù)I2的變化情況,I1=U/R1,U不變,R1不變,所以I1
不變;I2=U/R2,當(dāng)滑片P向上移動(dòng)時(shí),R2變大,U不變,所以I2變
小。最后根據(jù)并聯(lián)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(guān)于電路中電表示數(shù)變化的判斷,我們一般是先確定不變電阻對(duì)應(yīng)的電流值或電壓值的變化情況,再利用串、并
聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的關(guān)系去確定可變電阻對(duì)應(yīng)電流及電壓的變化情況。掌握了這個(gè)規(guī)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(jí)中學(xué))
編輯 陳鮮艷