田友志
摘 要 初中物理電學學習中經(jīng)常會見到不少題目中涉及到電表示數(shù)的變化,如何快速有效地進行判斷并正確求解,方法很重要,下文通過具體的事例去剖析常見的電表示數(shù)變化問題。
關鍵詞 電表示數(shù);判斷方法
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2018)11-0253-02
在電學解題中,有不少的題目需要我們判斷其中電表示數(shù)的變化,在沒有掌握解法的情況下,錯誤率是比較高的。在下面我談談平時常見的幾種形式的電表示數(shù)變化問題的解決辦法。
【例1】如下圖所示,電源電壓不變,閉合開關S后,當滑動變阻器的滑片P向左移動時,下列判斷正確的是()
A.三只電表的示數(shù)都變大
B.三只電表的示數(shù)都變小
C.A1表,A2表示數(shù)變小,V表示數(shù)不變
D.A1表示數(shù)變小,A2表,V表示數(shù)都不變
【例2】如下圖所示,電源電壓不變,滑動變阻器的滑片P從左向右滑動的過程中,電流表,電壓表的示數(shù)的變化情況是( )
A.A表V表的示數(shù)都變大
B.A表示數(shù)變小V表示數(shù)變大
C.A表V表的示數(shù)都變小
D.A表示數(shù)變大V表示數(shù)變小
【例3】如下圖所示,閉合開關S,當滑片P向右移動時,兩表的示數(shù)變化情況是( )
A.兩表的示數(shù)均變大
B.V表示數(shù)變大A表示數(shù)變小
C.兩表的示數(shù)均變小
D.V表示數(shù)變小A表示數(shù)變大
【例4】如下圖所示的電路中,電源電壓不變,當開關S由斷開到閉合時,電流表的示數(shù)將,電壓表示數(shù)將。
(選填“變大”,“變小”或“不變”)
【例5】如下圖所示,電源電壓不變,已知R2=10Ω,當開關S1閉合,S2斷開時,電流表的示數(shù)為1.0A,再閉合S2時,電流表的讀數(shù)增大了0.5A,則R1=Ω。
【例6】如下圖所示的電路中,甲表是表,乙表是表,閉合開關S后,甲表的示數(shù)將,乙表的示數(shù)將。(選填“變大”,“不變”或“變小”)
【方法剖析】
關于電表示數(shù)的變化情況判斷問題,有兩種形式:一種是由于滑動變阻器的滑片的位置的變化引起的電表示數(shù)的變化;一種是由于開關的不同的閉合狀態(tài)所引起的示數(shù)變化。
關于電表示數(shù)的變化問題的解題的關鍵是:首先要找出引起電表示數(shù)變化的根源;再根據(jù)題意進行判斷。
對于第一種情況的電表示數(shù)變化,具體的解決辦法是:首先判斷電路的連接方式是串聯(lián)還是并聯(lián)。
1.對含有滑動變阻器的串聯(lián)電路:由于電源電壓不變,根據(jù)滑片的位置移動判斷變阻器連入電路電阻的變化,推導出電路中總電阻的變化,再推導出電流的變化情況,和定值電阻兩端的電壓的變化,最終判斷出滑動變阻器兩端電壓的變化情況。
2.對于含有滑動變阻器的并聯(lián)電路解法是:由于電源電壓不變,并且并聯(lián)電路中各支路之間互不影響,所以說并聯(lián)的定值電阻的支路上的各個量均不變化。而含有滑動變阻器的支路,首先要判斷滑片移動時電阻的變化情況,再判斷電路中總電阻和支路電流的變化,最后確定電路中總電流的變化。
上述的例子中例1—例3都屬于第一種形式的電表示數(shù)變化。
例1屬于含有滑動變阻器的并聯(lián)電路,電流表A2測量滑動變阻器的電流,電流表A1測量干路上的電流,當滑片向左端移動時,R1阻值變大,通過R1的電流減小,即電流表A2表示數(shù)變小。電壓表V測量電源電壓數(shù)值不變,由于R2為定值電阻,其兩端的電壓就是電源電壓,所以通過R2的電流也不變,綜上所述,可以判斷出電流表A2示數(shù)變小,A1示數(shù)(I=I1+I2)也變小,而電壓表V的示數(shù)不變。
例2、例3屬于含有滑動變阻器的串聯(lián)電路。例2中電壓表V測量R1兩端的電壓,當滑片P向右滑動時,R2的阻值將變大,導致電路中的總電阻變大,由于電源電壓不變,所以電路中的總電流會變小,因此電流表A的示數(shù)變小。由于R為定值電阻,通過R的電流變小,因此R兩端的電壓會變小,即電壓表V的示數(shù)變小。
例3中V表測量滑動變阻器R2兩端的電壓,且滑片P向右移動時,R2的阻值變大,總電阻變大,由于電源電壓不變,因此電流表A示數(shù)變?。籖1為定值電阻,當電流變小時,其兩端的電壓變小,根據(jù)串聯(lián)分壓的特點,R2兩端的電壓就會變大,即電壓表V示數(shù)變大。
對于第二種情況的電表示數(shù)變化,具體的解決辦法是:判斷時首先要注意不同開關或同一開關的閉合狀態(tài)改變時,電路中的連接方式的變化以及電表所測部分的物理量(電流、電壓)的變化,再綜合解題。
上述事例中,例4—例6均屬于第二種形式的電表示數(shù)變化。例4中S斷開時,R2斷路,電流表A測量R1的電流,電壓表V的示數(shù)為零。而S閉合時,R1,R2并聯(lián),電壓表V測量R2兩端的電壓,電流表A仍然是測通過R1的電流,因此,可以說電流表A的示數(shù)不變,電壓表V的示數(shù)變大。
例5中S1閉合,S2斷開時,R2開路,電流表A測R1的電流;S2也閉合時,R1,R2并聯(lián),電流表A串聯(lián)在干路上,因此,這時電流的增大值就為通過R2的電流,I2=0.5A,再由公式U=I2R2=0.5A×10Ω=5V求出電源電壓為5V。再根據(jù)R1=U1/I1=5V/1.0A=5Ω。
例6中可以先根據(jù)圖中兩個電表與用電器的連接方式,判斷甲表是電壓表,乙表是電流表。觀察到開關S在閉合時,電阻R短路,電路中的總電阻減小,電流會增大,所以電流表的示數(shù)將增大,而電流表的這時測量電路中唯一的用電器電燈兩端的電壓,所以電壓表的示數(shù)將增大。
關于電表示數(shù)的變化問題,只要我們掌握了它們變化的規(guī)律,解題時認真觀察,仔細審題,做題的正確率完全可以大幅度的提高。