電壓表和電流表在電路中的作用分析

王韻潔

初中電學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，電壓表、電流表在電路中的作用及電路出現(xiàn)故障后電表的變化是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，結(jié)合自己的學(xué)習(xí)體會(huì)對(duì)電壓表和電流表的應(yīng)用進(jìn)行了分析，對(duì)此難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)歸納。

電流表電壓表故障短路斷路電壓表和電流表的作用當(dāng)然是測(cè)定電流和電壓，但是在電路中出現(xiàn)電壓表和電流表后，電路會(huì)出現(xiàn)一些變化，這時(shí)，學(xué)習(xí)障礙就顯現(xiàn)出來(lái)了，我結(jié)合自己的學(xué)習(xí)體會(huì)對(duì)電壓表和電流表的應(yīng)用進(jìn)行了分析總結(jié)，和大家一起分享。

一、有表電路的識(shí)別

電壓表和電流表接入電路中后，由于電流表的內(nèi)阻比較小、電壓表的內(nèi)阻比較大，可以把電壓表所在位置看成是開(kāi)路，而電流表所在位置看成是一根導(dǎo)線，然后依據(jù)電路的知識(shí)，判斷電路的連接方式。在判斷完連接方式后，再依據(jù)電流表和電壓表所在位置確定它們的測(cè)量對(duì)象。

如圖1中燈泡的連接方式是〓〓〓〓〓，電壓表V1、V2分別測(cè)量〓〓〓〓〓、〓〓〓〓〓的電壓。

【分析解答】把電壓表V1、V2看成是開(kāi)路，甚至可以“抹掉” V1、V2，發(fā)現(xiàn)三個(gè)燈泡是串聯(lián)的，再分析電流由ABCDEFG能夠分析出V1 測(cè) AD之間的電壓（即L1和L2電壓之和）、V2 測(cè)CF之間的電壓（即L2和L3電壓之和）。

同理，圖2中把電流表看成一根導(dǎo)線，判斷三個(gè)燈是并聯(lián)的，再分析電流流過(guò)的路徑知道，A1 測(cè)總電流，A2測(cè)L2和L3電流之和、A3 測(cè)L1的電流，A4 測(cè)L1和L2電流之和。

【知識(shí)說(shuō)明】

由于初中階段知識(shí)的局限，可以認(rèn)為電壓表內(nèi)阻與用電器或?qū)Ь€相比相對(duì)比較大，電流表內(nèi)阻比較小，這樣電壓表所在位置是開(kāi)路的，電流表所在位置用一根導(dǎo)線代替。

【舉一反三】

1.如圖3所示，開(kāi)關(guān)S閉合，燈L1、L2是〓〓〓〓〓聯(lián)在電路中的，電壓表V1測(cè)〓〓〓〓〓兩端的電壓，電壓表V2測(cè)〓〓〓〓〓兩端的電壓。

2.如圖4所示，開(kāi)關(guān)S閉合，燈L1、L2、L3是〓〓〓〓〓聯(lián)在電路中的，電流表A1測(cè)〓〓〓〓〓的電流，電流表A2測(cè)〓〓〓〓〓，電流表A3測(cè)〓〓〓〓〓。

二、電流表在電路故障中的應(yīng)用

如圖所示，導(dǎo)線連接良好、開(kāi)關(guān)和電流表均完好，閉合開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電流表指針不動(dòng)，其故障原因是〓〓〓〓〓；緊接著斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，把BD兩點(diǎn)直接用導(dǎo)線連接，閉合開(kāi)關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)超過(guò)最大量程，立即切斷電源，其故障原因又是〓〓〓〓〓。

【分析與解答】由于電流表接在AC之間，電流表內(nèi)阻很小，因此燈泡L2、L3被短路，電路為電源、開(kāi)關(guān)、燈L1和電流表構(gòu)成串聯(lián)電路，閉合開(kāi)關(guān)S后電流表指針不動(dòng)，說(shuō)明串聯(lián)電路中出現(xiàn)了斷路現(xiàn)象，無(wú)電流流過(guò)電流表，根據(jù)題意，判斷故障是燈泡L1斷路。隨后用導(dǎo)線連接BD兩點(diǎn)，電路變?yōu)椴⒙?lián)，電流表測(cè)量燈泡L1和L2的總電流，因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)判斷L1斷路，所以電流表測(cè)量的是L2的電流，閉合開(kāi)關(guān)，又發(fā)現(xiàn)電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)超過(guò)最大量程，說(shuō)明測(cè)量電路中出現(xiàn)了短路，可確定L2出現(xiàn)短路。

【知識(shí)說(shuō)明】

⑴電流表示數(shù)為零，說(shuō)明電路中有斷路或者電流表本身接線柱被短接。

⑵電流表示數(shù)迅速偏轉(zhuǎn)超過(guò)最大量程說(shuō)明電路有短路現(xiàn)象或電流表直接接在電源兩端。

三、電壓表在電路故障中的應(yīng)用

電路故障一般是斷路或者短路，檢查故障的方法有多種，利用電壓表或根據(jù)電路中連接的電壓表判斷故障是最基本的方法之一。判斷的步驟是：首先確定電路是串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián)，以此根據(jù)串聯(lián)或并聯(lián)的特點(diǎn)初步判斷故障是斷路還是短路。然后把電壓表看成是通過(guò)了微小電流的儀表，也就是說(shuō)如果電壓表有示數(shù)，表明一定有微小的電流從電源正極通過(guò)了電壓表并流回了電源負(fù)極，如果電壓表沒(méi)有示數(shù)，表明從電源正極到電壓表正接線柱之間是斷路或電壓表負(fù)接線柱到電源負(fù)極之間是斷路，這樣就能判斷是什么位置出現(xiàn)了故障。

1.如下圖所示，電源電壓6V不變，閉合開(kāi)關(guān)S，燈泡都不亮，電流表A示數(shù)為0，電壓表示數(shù)為6V，判斷故障。

【分析解答】：首先判斷電路是串聯(lián)。然后根據(jù)電流表A示數(shù)為0，判斷是電路出現(xiàn)了斷路，而V有示數(shù)，表明：從電源正極電流表Aab電壓表正接線柱C電源負(fù)極之間是通路，說(shuō)明bL2C之間是斷路。

【知識(shí)說(shuō)明】

⑴電壓表示數(shù)為0，有兩種情況：①除電壓表本身測(cè)量電路外，沒(méi)有電流從電源流經(jīng)電壓表至電源負(fù)極，判斷有斷路現(xiàn)象，根據(jù)電流路徑可以判斷故障所在。②電壓表測(cè)量的兩端之間是短路，導(dǎo)致電阻為0，由歐姆定律可知電壓表示數(shù)會(huì)為0。

⑵電壓表示數(shù)等于電源電壓，也有兩種情況：①電壓表測(cè)量的某段電路兩端之間出現(xiàn)斷路，導(dǎo)致電壓表通過(guò)用電器與電源串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律可以粗略計(jì)算出電壓表幾乎承擔(dān)電源全部電壓②電壓表測(cè)量的某段電路兩端之間正常，其余電路短路，即其余電路中用電器不分壓。

【舉一反三】

2.如圖5，電源電壓6V不變，閉合開(kāi)關(guān)S，燈泡都不亮，電流表A示數(shù)為0，電壓表示數(shù)為0，判斷故障（假設(shè)只有用電器存在故障）。

3.如圖6，電源電壓6V不變，閉合開(kāi)關(guān)S，只有一個(gè)燈泡不亮，電壓表示數(shù)為6V，判斷故障（假設(shè)只有燈泡存在故障）。

【答案】1.串聯(lián)、L2、L1；2.并聯(lián)、總、L1和L2電流之和、L2和L3電流之和；3.R斷路；4.L2短路