例析電路中電表相關(guān)常見(jiàn)題型問(wèn)題

王錫龍

(甘肅省景泰縣紅水初級(jí)中學(xué),甘肅 白銀 730400)

1 電表判斷問(wèn)題

電表判斷問(wèn)題一般以填空或畫(huà)圖題形式對(duì)同學(xué)們進(jìn)行考查,可運(yùn)用直接法或去表法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析并作出解答.直接法主要根據(jù)電壓表必須并聯(lián),電流表必須串聯(lián)解題;去表法則將未知電表去除,此處電路斷開(kāi),若電路出現(xiàn)障礙則說(shuō)明為電流表,若電路正常說(shuō)明對(duì)應(yīng)的電表為電壓表.具體解題思路如下例題所示.

例1 如圖1所示,電源電壓保持不變,開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后L1、L2都能正常發(fā)光,甲、乙兩個(gè)電表的示數(shù)之比是5∶4,由此判斷甲電表是____(選填“電流表”或“電壓表”),燈L1與燈L2的電功率之比為_(kāi)___.

圖1

分析利用去表法解答問(wèn)題,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后將甲、乙兩表看做導(dǎo)線,分析燈L1、L2是否正常工作,若L1、L2均能夠正常工作,說(shuō)明兩表均為電流表,若不能正常工作,說(shuō)明至少有一個(gè)表不為電流表.其次根據(jù)電功率公式P=UI分析電燈L1、L2的功率之比.

解析由電路圖可知,開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后,若甲、乙都為電壓表,則會(huì)造成電路斷路,兩燈泡均不發(fā)光,不符合題意,則甲、乙都為電流表;利用去表法進(jìn)行分析,若去掉兩表,電路斷路,兩燈泡均不能正常發(fā)光,說(shuō)明一定不是電壓表.

此時(shí)L1、L2并聯(lián)連接,電流表甲測(cè)干路電流,電流表乙測(cè)L2的電流,因?yàn)榧住⒁覂蓚€(gè)電表的示數(shù)之比是5∶4,所以通過(guò)L1、L2的電流之比為

因?yàn)椴⒙?lián)電路支路兩端電壓相同,所以兩燈泡電功率之比為

變式如圖2所示,開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),兩燈正常發(fā)光,下列說(shuō)法正確的是( ).

圖2

A.①②均為電壓表

B.①為電壓表,②為電流表

C.①②均為電流表

D.①為電流表,②為電壓表

分析利用去表法對(duì)問(wèn)題作出解答,若同時(shí)去除兩只電表,發(fā)現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)后賴該等均不能發(fā)光,說(shuō)明兩表中肯定有一個(gè)電流表.接著可以假設(shè)其中一個(gè)表為電流表,另一個(gè)表為電壓表進(jìn)行分析.

解析開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),兩燈正常發(fā)光,若②為電流表,則電源會(huì)被短路,兩燈無(wú)法正常發(fā)光,故②為電壓表;若①為電壓表,則燈L1、L2會(huì)被斷路,兩燈無(wú)法正常發(fā)光,故①為電流表,測(cè)量干路電流,正確答案為D.

2 電表使用問(wèn)題

對(duì)電表的使用通常會(huì)以讀數(shù)、接線、故障修正等不同方式,考查同學(xué)們對(duì)電壓表、電流表的熟悉程度和掌握情況.這類問(wèn)題常以選擇填空形式出現(xiàn),常常需要根據(jù)電表的使用規(guī)則解答問(wèn)題.

例2 小明用伏安法測(cè)量某電阻R的阻值時(shí),錯(cuò)將電流表和電壓表的位置調(diào)換了,閉合開(kāi)關(guān)后,可能會(huì)出現(xiàn)的情況有( ).

A.兩表指針均幾乎不動(dòng)

B.兩表針織均有明顯偏轉(zhuǎn)

C.電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),電流表幾乎不動(dòng)

D.電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn),電壓表幾乎不動(dòng)

分析結(jié)合電流的流向以及電壓表、電流表的使用特點(diǎn),分析調(diào)換位置后的電路圖中的電表是否正常,根據(jù)電壓表電阻很大的特點(diǎn),分析得到對(duì)應(yīng)正確選項(xiàng).

解析用伏安法測(cè)量某電阻R的阻值,將電壓表和電流表位置接反,閉合開(kāi)關(guān),電壓表串聯(lián)接入電路,此時(shí)電壓表測(cè)量電源總電壓,有明顯偏轉(zhuǎn),由于電壓表電阻很大,電路中電流很小,故電流表的指針幾乎不動(dòng).排除ABD,正確答案為選項(xiàng)C.

變式如圖3所示的電路圖,開(kāi)關(guān)S接到a時(shí),電壓表示數(shù)為9 V,開(kāi)關(guān)S接到b時(shí),電壓表示數(shù)為4 V,下列說(shuō)法正確的是( ).

圖3

A.電源電壓為13 V

B.燈L1兩端的電壓為4 V

C.燈L2兩端的電壓為4 V

D.燈L1和L2的總電壓為4 V

分析分別對(duì)開(kāi)關(guān)連接a、b兩種情況作出分析,明確電壓表在兩個(gè)不同電路中測(cè)量的電壓,依次和選項(xiàng)進(jìn)行對(duì)照,符合推理得到的電壓數(shù)則說(shuō)明選項(xiàng)正確,綜合得到正確選項(xiàng)即可.

解析由圖3可知,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到a時(shí),兩燈泡串聯(lián),電壓表測(cè)電源總電壓,則電源電壓U=9 V,即燈L1和L2的總電壓為9 V;當(dāng)開(kāi)關(guān)S接到b時(shí),兩燈泡仍串聯(lián),電壓表測(cè)L2兩端電壓,則U2=4 V;由于串聯(lián)電路總電壓等于各部分電路的兩端電壓之和,所以燈L1兩端的電壓為U1=U-U2=9 V-4 V=5 V.故本題正確答案為選項(xiàng)C.

對(duì)電路中已知的電表分析問(wèn)題,應(yīng)根據(jù)電路的串并聯(lián)關(guān)系及規(guī)律,明確電流表測(cè)量所在支路或干路中的電流,電壓表測(cè)量對(duì)應(yīng)與之并聯(lián)電路部分的電壓,從而對(duì)問(wèn)題作出解答.

電表的正確使用是初中物理電學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ),上述例題總結(jié)了電表的判斷和電表的使用兩大題型考查特點(diǎn)和解題思路,以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析判別電表,熟練掌握和解答電表相關(guān)問(wèn)題.