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在初中物理电学部分,电流表、电压表的示数变化问题一直是各地区中考的热点.它综合考查了学生分析、解决问题的能力.
例1 如图1所示的电路中,电源电压不变,开关S断开时,
电灯L正常发光.当开关S闭合时,电灯L正常发光(能/不
能).图中电流表的示数将,电压表的示数将(增大/
减小/不变).
解析:当开关S闭合时,R与L并联,UR=UL=U,两端电压仍为电源电压,故能正常发光.当开关S闭合时又并联了一个电阻,电流表测干路电流,I=IL+LR,IL不变,故I变大.电压表测的是电源电压,故电压表示数不变.
例2 如图2所示,电源电压不变,开关S闭合时,电表的示数变化情况是( )
(A)电流表、电压表示数均变大
(B)电流表、电压表示数均变小
(C)电压表示数变大,电流表示数变小
(D)电压表示数变小,电流表示数变大
解析:原电路是R1与R2的串联电路,电压表测R2两端的电压,
开关S闭合时,把R1短路,无电流通过电流表,电压表测电源电压,
示数增大,故本题选(C).
二、移动滑动变阻器的滑片引起电流表、电压表示数的变化
例3 如图3所示的电路,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电压表V的示数,电
压表V1的示数,电流表A的示数.(变大/变小/不变)
解析:如图3所示的电路中,定值电阻R1与滑动变阻器R2组成串联
电路,电压表V测电源电压U,电压表V1测R1两端的电压U1,电压表
V2测滑动变阻器R2两端的电压U2,电流表A测电路中的电流I,滑片P
向左移动过程中,其电阻R2变小,电路中的总电阻R=R1+R2必随之减小,
而电路两端的总电压不变,即电压表V示数不变.根据欧姆定律I=U/R
可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大.又因为R1是定值
电阻,U1=IR1,所以不难分析R1不变,I变大,U1也随之变大,即电压
表V1的示数变大.又根据串联电路电压关系:U2=U-U1可分析U不变,U1变大,U2变小,即电压表V2的示数变小.
例4 如图4所示电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器滑片P由中点向
左端移动过程中,下列判断正确的是( )
(A) 电压表和电流表A1、A2示数都变小
(B) 电流表A1示数变大,电流表A2和电压表示数都不变
(C) 电流表A2示数变小,电流表A1和电压表示数都不变
(D) 电压表不变,电流表A1、A2示数都变小
解析:该电路中定值电阻R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测R1中电流I1,A2测干路总电流I,电压表V测各支路两端的电压,也
等于电源电压U.当滑动变阻器滑片P由中点向左移动的过程中,电源电压不变,即电
压表V的示数不变,由I1=U/R1可知,U与R1都不变,则I1保持不变,即电流表A1的示数不变.滑片向左移动,R2接入电路的电阻变大,由I2=U/R2可知,通过R2的电流变小.干路中的总电流I=I1+I2,因此I变小,即电流表A2的示数变小.
例5 如图5所示,R是一只滑动变阻器,加在A、B两端的电压不变,当滑动变阻
器的滑片P向左滑动时,两电表的示数变化情况是( )
(A) A变大,V变小
(B) A变小,V变大
(C) A不变,V变大
(D) A、V都不变
解析:滑片P向左滑动时,电路中电阻未变,由欧姆定律知
电流不变,即电流表的示数不变;而电压表所跨接的电阻变大,
由欧姆定律可知电流不变,电阻增大,则电压变大,即电压表的
示数变大.
三、用电器出现故障引起电流表、电压表示数的变化
例6 如图6所示的电路中,开关S闭合后,电灯L1、L2能正常发光,突然,其中一只电灯灯丝烧断,则电表读数变化情况是( )
(A) 两电表读数都变大
(B)两电表读数都变小
(C)电压表读数不变,电流表读数变大
(D)电压表读数不变,电流表读数变小
解析:该电路中电灯L1与电灯L2并联,电流表A测干路电流,
电压表V测各支路两端的电压也等于电源电压U.当其中一只电灯灯丝烧断,电压表的
读数仍等于电源电压,故电压表的读数不变.又因为当其中一只电灯灯丝烧断,电路的
总电阻变大,由I=U/R可知,U不变R变大,则I变小,即电流表的读数变小.
例7 如图7所示的电路,开关S闭合后,电灯L1、L2均能正常发光,电流表、电压表均有示数.若电路中出现以下故障,试判断电流表、电压表示数的变化情况?(变
大/变小/不变)
(1)电灯L1灯丝断开,电流表的示数,电压表的示数.
(2)电灯L1短路,电流表的示数,电压表的示数.
(3)电灯L2灯丝断开,电流表的示数,电压表的示数.
(4)电灯L2短路,电流表的示数,电压表的示数.
解析:(1)当L1灯丝断开,就没有电流通过电流表和电压表,
因此,电流表与电压表的示数均减小,且为零.
(2)当L1灯丝短路,即L1的电阻为零,电路总电阻减小,由
I=U/R可知,U不变R减小,因此电流变大,即电流表示数变大.在
L1短路前,电压表测L2两端的电压,由串联电路电压关系可知,电
压表的示数小于电源电压;当L1灯丝短路后,电压表的示数等于电
源电压,因此,电压表的示数变大.
(3)当L2灯丝断开,此时电压表、电流表
和L1串联,由于电压表的阻值很大,使得电路
中的电流非常小,接近于零,因此电流表的示数减小.由于电流几乎为零,由
UL1=IRL1可知,UL1接近于零,再由串联电路电压关系:U=UL1+UV可知UV接近于U,因此电压表的示数变大.
(4)当L2短路,即L2的电阻为零,电路总电阻减小,由I=U/R可知,U不变R减
小,则电流变大,即电流表示数变大.由UV=IRL2可知,RL2等于零,则UV也等于零,因此电压表的示数减小.
(初三)
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