电表示数怎么看 [电表示数变化题型的剖析]

  关于电表(电流表和电压表)示数变化的题目是初中物理电学部分的重要内容,也是历年中考的重点和热点问题。它既能考查学生对滑动变阻器的原理及其应用、串并联电路的特点、欧姆定律等基础知识的掌握情况,又能考查学生综合分析、解决实际问题的能力。因为此类问题综合性强,能力要求较高,在解答时同学们往往感到比较棘手。为帮助同学们快速准确地解答这类问题,下面结合中考题谈谈电表示数变化类问题的解题思路和方法,以期对同学们有所帮助。
  ?摇电表示数变化题型主要有三大类: 第一类是滑动变阻器滑片移动引起的电表示数变化,第二类是开关断开与闭合引起的电表示数变化,第三类是特殊电阻的阻值变化引起的或特殊电路中电表示数变化。解题的基本思路是:1.准确判断电路变化前后的连接情况。2.明确电流表和电压表测量的对象。3.分析变阻器滑片移动或开关断开、闭合以及特殊电阻在一定条件下对电路阻值的影响。4.正确应用串并联电路的电流、电压、电阻特点和欧姆定律等相关知识,判断出电表示数的变化情况。具体问题及解法分析如下:
  一、 滑动变阻器滑片移动引起的电表示数变化
  1. 滑动变阻器与用电器串联
  【例题1】 (2012·广东揭阳)如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,当滑动变阻器R的滑片P向a移动时,电流表和电压表示数的变化情况是:
  A. 电流表的示数变大,电压表的示数变大
  B. 电流表的示数变小,电压表的示数变小
  C. 电流表的示数变小,电压表的示数变大
  D. 电流表的示数变大,电压表的示数变小
  解析 ①从图中看出,滑动变阻器R和定值电阻R串联。②电压表测电阻R两端的电压,电流表测串联电路中的电流。③当滑动变阻器的滑片P向a移动时,它连入电路的阻值减小,由R=R+R得出电路中的总电阻也减小。④在电源电压不变的条件下,根据I=U/R得出,电路中电流变大,即电流表示数变大;而R两端的电压U=IR,所以R两端的电压也变大,即电压表示数变大。(注:本题中所标的序号就是上面提到的解题思路的四个步骤)
  答案 A
  【例题2】 (2012·山东烟台)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片向右移动时,三个电表的示数变化情况是:
  A. A的示数变小,V的示数不变,V的示数变小
  B. A的示数变大,V的示数变大,V的示数变小
  C. A的示数变小,V的示数不变,V的示数变大
  D. A的示数变大,V的示数变小,V的示数变大
  解析 图中灯泡和滑动变阻器串联。电流表测电路中电流,电压表V测电源电压,电压表V测滑动变阻器两端的电压。当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,它连入电路的有效阻值变大,引起电路中的总电阻也变大,因为电源电压不变,所以电压表V示数不变,再根据欧姆定律可推出,电路中电流变小;由于灯泡的电阻不变,所以它两端的电压U=IR会变小,而滑动变阻器两端的电压U=U-U,所以它两端的电压变大。
  答案 C
  2. 滑动变阻器与用电器并联
  【例题3】 (2012·湖北十堰)如图所示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法中正确的是:
  A. 电压表V的示数不变,电流表A的示数变大
  B. 电压表V的示数变大,电流表A的示数变小
  C. 电压表V的示数变小,电流表A的示数不变
  D. 电压表V的示数不变,电流表A的示数变小
  解析 如图电阻R和R是并联。电压表测量电源电压(也等于R或R两端的电压),电流表A测电路中的总电流,电流表A测量通过电阻R的电流。当滑动变阻器的滑片P向右移动时,它连入电路的有效阻值变大,电路中总电阻也变大。在电源电压不变的条件下,根据I=U/R得出,电路中总电流变小。由于电阻R是定值电阻,两端电压等于电源电压是不变的,所以通过电阻R的电流I=U/R是不变的。电压表是测电源电压的,因此它的示数不变。
  答案 D
  点拨: 电路中总电阻有这样的变化规律:无论串联电路还是并联电路,只要其中一个电阻增大,总电阻也增大,反之亦然。
  二、 开关变化引起的电表示数变化
  1. 局部短路
  【例题4】(2011·辽宁阜新)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S由断开到闭合时,电流表的示数将?摇 ?摇?摇,电压表的示数将?摇 ?摇?摇 (以上两空均填“变大”、“变小”或“不变”)
  解析 当开关S断开时,电阻R和灯泡L串联,电压表测量电阻R两端的电压,小于电源电压(因为串联电路中电源电压等于各用电器两端的电压之和)。电流表测电路中电流。S闭合时,灯泡L被短路,电路中总电阻减小,所以电路中电流变大,即电流表示数变大。电压表还是测量电阻R两端的电压,但这时的电压值等于电源电压,显然电压表的示数变大。
  答案 变大 ,变大。
  2. 并联了电阻
  【例题5】 (2012·江苏扬州)如图所示的电路中,电源电压恒定,当开关S闭合时:
  A. V表示数变小,A表示数变大
  B. V表示数变大,A表示数变小
  C. V表示数不变,A表示数变小
  D. V表示数不变,A表示数变大
  解析 如图当开关S断开时,只有电阻R接入电路,当开关S闭合时,电阻R和R并联,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可得总电流变大(电流表就是测量总电流)。电压表始终测量电源电压,所以示数不变。
  答案 D
  【例题6】(2012·江苏连云港)在图示电路中,电源电压保持不变。闭合开关S后,开关S由断开到闭合,下列说法正确的是:
  A. 电流表A示数变大,电流表A示数也变大
  B. 电流表A示数变小,电流表A示数也变小
  C. 电流表A示数不变,电流表A示数变大   D. 电流表A示数不变,电流表A示数变小
  解析 当闭合开关S后,电路中只接入了灯泡L,当开关S再闭合时,灯泡L和L组成并联电路,由于电路中总电阻变小,电路中总电流变大,所以电流表A示数变大。而电流表A1是测量通过灯泡L的电流,由于开关闭合前后,灯泡L的电阻和两端的电压(等于电源电压)都不变,根据公式I=U/R得出通过灯泡L的电流不变。
  答案 C
  点拨 电路中总电阻还有这样的变化规律:串联电阻个数增多,总电阻增大;并联电阻个数增多,总电阻减小。
  三、 特殊电阻的阻值变化引起的或特殊电路中电表示数变化
  1. 特殊电阻的阻值变化
  【例题7】 (2012广东梅州)二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测,它的原理是其电阻随一氧化碳浓度的增大而减小,若将二氧化锡传感器接入如图所示的电路中,当二氧化锡传感器所处空间的一氧化碳浓度增大时,电压表示数U与电流表示数I发生变化,其中正确的是:
  A. 变小,I变小 B. U变小,I变大
  C. U变大,I变小 D. U变大,I变大
  解析 如图所示是特殊电阻(二氧化锡传感器)和电阻R组成的串联电路,电流表测的是串联电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压。当一氧化碳浓度增大时,传感器的电阻减小,这样电路中的总电阻也减小,由于总电压不变,根据欧姆定律得电路中的电流变大。再根据欧姆定律并结合电阻R的阻值不变,可推出电阻R两端的电压也变大。
  答案 D
  2. 特殊电路
  【例题8】 (2011福建三明)如图所示电路,电源电压恒定,闭合开关S,当滑片P从a端移向b端的过程中,电流表的示数 ,电压表的示数 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
  解析 本题电路比较特殊,电压表接到了滑动变阻器的滑片上,当滑片移动时就不能改变电路中的总电阻(电路的连接方式不变),这样各支路的电流和总电流均保持不变,电流表测电阻R所在支路的电流,所以电流表示数不变。但是电压表的示数会改变,因为当滑片在a端时电压表示数为零(电压表短路),而当滑片滑到b端时电压表测R两端电压(即电源电压),故电压表示数变大。
  答案 不变,变大。
  以上例题都是中考物理试卷中常见的有关电表示数变化类试题的几种类型,通过上述分类剖析,大家会认识到在解答此类问题时,要明确解题思路,掌握解题技巧(即从电路的局部入手,再考虑整体, 抓住电源电压“不变量”和电路局部“变量”的关系,最后回到局部),将所学知识灵活运用,并能举一反三,从而不断提高自己的解题能力。
  (责任编辑:仇素馨)

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