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摘 要:电流表和电压表是初中电学中常用的电表,是初学电学知识者必会的测量工具,当电路中的某部分电阻发生变化时,判断电流表、电压表的示数如何变化,是必须掌握的一项能力。结合案例对电表示数变化技巧进行分析。
关键词:电表;示数;变化;判断
电流表和电压表是初学电学者必会的测量工具,它们分别是用来测量所在电路的电流和电压的,所以要弄清电表示数的变化情况,用到的知识是欧姆定律以及串、并联电路中电流、电压和电阻的关系。针对不同连接方式的电路以及电表所测电路部分的不同,解决思路又有所区别,这里以例题为证。
例1.在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,电流表的示数为I,电压表的示数为U,若滑动变阻器的滑片P向右移动,则I__________;U__________;若电压表与R2并联时,U
__________(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
这是一个串联电路,很显然要根据串联电路及欧姆定律的有关知识去解决。
在电路中,电压表测量R1两端的电压,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2增大,根据R总=R1+R2,得R总也增大,再根据欧姆定律,I=U总/R总,因U总不变,所以I变小;电压表的示数U,可直接用U=IR1去推导得出变小。而第三空就不能直接利用U=IR2去推导,因I变小,R2变大,那么I与R2的乘积将如何变化呢?这是初学者容易犯错误的地方。该怎样去判断此时电压表的示数U的变化呢?再回过头来看,因R1与R2串联,所以,我们应考虑先确定R1两端的电压U1的变化情况,这样,再根据U=U总-U1,就迎刃而解了。在这个电路中I变小,R1不变,所以U1=IR1变小,U=U总-U1,U总不变,故U总-U1的差变大,即U变大,得解了。
以上是在串联电路中常见的情况,当电路并联时,我们又该怎么判断呢?
例2.如图所示电路,当滑动变阻器的滑片P由中点向上移动时,电压表V的示数__________,电流表A1的示数__________,A2的示数__________,A的示数__________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
在这个电路中,R1与R2并联,电流表A1、A2和A分别测R1、
R2和干路中的电流,电压表V看似只与R1并联,因在并联电路
中,各支路两端电压相等,且在这个电路中,各支路两端电压就等于电源电压,所以我们首先就可以确定,当滑片移动时,V的示数是不变的,再分别根据欧姆定律I=U/R判断电流表A1的示数I1与电流表A2的示数I2的变化情况,I1=U/R1,U不变,R1不变,所以I1
不变;I2=U/R2,当滑片P向上移动时,R2变大,U不变,所以I2变
小。最后根据并联电路中I=I1+I2,I1不变,I2变小,所以I也变小。题中四空答案也就确定了。
综上所述,关于电路中电表示数变化的判断,我们一般是先确定不变电阻对应的电流值或电压值的变化情况,再利用串、并
联电路中电流、电压、电阻的关系去确定可变电阻对应电流及电压的变化情况。掌握了这个规律,这类问题的解决还是很轻松的。
(作者单位 重庆市巫山初级中学)