張曉軍+侯玉波+蘇福河

中圖分類號(hào)：G622 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2016）14-109-01

電壓表是重要的電學(xué)測(cè)量?jī)x表，我們充分利用新授和復(fù)習(xí)等課時(shí)，先后安排下列學(xué)生實(shí)驗(yàn)，收到非常好的教學(xué)效果?，F(xiàn)簡(jiǎn)介如下，用以跟同行交流探討，并期望得到各位師長(zhǎng)指教。

探究1：電流進(jìn)出電壓表的規(guī)律

教師首先展示教學(xué)用的大型電表指出：它的指針是固定在有轉(zhuǎn)軸的線圈框架上，線圈通電就能偏轉(zhuǎn)（其偏轉(zhuǎn)規(guī)律，我們以后將會(huì)學(xué)到）。然后讓學(xué)生選用“0～15V”的量程，用“試觸法”接觸低電壓的兩極：探究使表針順時(shí)針偏轉(zhuǎn)的規(guī)律。最后教師強(qiáng)調(diào)指出：“要使電流（從）正（接線柱）進(jìn)、（從）負(fù)（接線柱流）出電壓表內(nèi)”（可以簡(jiǎn)稱“電流要‘+進(jìn)‘-出電壓表內(nèi)”），表針才能順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，否則不僅不能測(cè)出電壓值，反而會(huì)損壞電壓表。以下各實(shí)驗(yàn)均要遵守這條規(guī)則！

探究2：電壓表連入電路中的方式

①按圖1電路示意圖（不是電路圖！圖中省略了電源、開(kāi)關(guān)等電路元件符號(hào)，只用來(lái)表示電路的連接方式和電流的路徑，下同）接好電路：觀察燈泡的亮度和電流表的示數(shù)；

②如圖2所示：要測(cè)電壓UL，把電壓表串聯(lián)在該電路中：

結(jié)果：除電壓表有示數(shù)以外，再?zèng)]有任何電現(xiàn)象！

③如圖3所示：把電壓表并聯(lián)在LL的兩端上：

結(jié)果：電壓表有示數(shù)、電現(xiàn)象如① ；

結(jié)論：電壓表必須并聯(lián)在被測(cè)電路兩端上，決不能把它串聯(lián)在被測(cè)電路中測(cè)電壓！

④把L反時(shí)針擰滅、相當(dāng)于燈絲斷了：

結(jié)果：顯示現(xiàn)象同②：電壓表有示數(shù)、再?zèng)]有其它任何電現(xiàn)象！

拓展⑴：一個(gè)連線正確的電路，若閉合開(kāi)關(guān)后，出現(xiàn)了只有電壓表有示數(shù)，再無(wú)其它任何電現(xiàn)象（這是非常熱門(mén)的中考電學(xué)試題內(nèi)容之一），肯定是電壓表串聯(lián)在該電路中了！造成這種現(xiàn)象的根本原因，是跟電壓表并聯(lián)部分發(fā)生了“開(kāi)路”（注：依據(jù)義教版教學(xué)大綱的規(guī)定、特別是根據(jù)全國(guó)自然科學(xué)名詞審定委員會(huì)頒布的《基礎(chǔ)物理學(xué)名詞》的規(guī)定，“斷路”應(yīng)稱作“開(kāi)路”）！例如，跟電壓表并聯(lián)的：

①小燈泡的燈絲或電阻斷了；

②或小燈泡松動(dòng)、尾部脫離了小彈片（這種故障原因經(jīng)常發(fā)生）；

③或連接小燈泡的導(dǎo)線斷了；

④或接線柱接觸不良；

⑤或電流表“內(nèi)接”時(shí)發(fā)生了“開(kāi)路”了；

⑥或家庭電路中燈頭里的導(dǎo)線斷了；……

拓展⑵：一個(gè)連線正確的電路，若閉合開(kāi)關(guān)后，出現(xiàn)了沒(méi)有任何電現(xiàn)象，肯定是該電路中發(fā)生了“開(kāi)路”！

檢查“開(kāi)路”的方法是：用大量程的電壓表跟每個(gè)電路元件（包括每條導(dǎo)線）并聯(lián)（具體檢查時(shí)，要順次檢查幾段電路）：電壓表無(wú)示數(shù)、說(shuō)明電壓表并聯(lián)這段電路完好；若電壓表有示數(shù)，則跟電壓表并聯(lián)這段電路有“開(kāi)路”故障點(diǎn)：再逐漸縮短并聯(lián)部分電路，直到查出“開(kāi)路”故障點(diǎn)時(shí)為止。

說(shuō)明：通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)觀察，學(xué)生不僅懂得了“電壓表為什么必須要并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端上”，而且還學(xué)會(huì)了“電路故障的判斷和檢查方法”，可謂“一舉三得”！

探究3：串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)

如果只給你一只電壓表、不允許改動(dòng)電路連接導(dǎo)線，只靠閉合和斷開(kāi)數(shù)量充足的開(kāi)關(guān)，如何“探究出串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)”？

同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的測(cè)量方案，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)正確的探究方案約有9例，僅舉如下2種：必須將L1和L2組成串聯(lián)電路！必須遵守下列原則：在測(cè)量某段電路兩端電壓時(shí)，另段電路不準(zhǔn)被“短接”、必須同時(shí)處于通路狀態(tài)！

方案一：如圖4所示：?jiǎn)蔚?觸1、5觸4移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的（以下簡(jiǎn)稱）滑片，測(cè)出U1為便于計(jì)算值后，不準(zhǔn)移動(dòng)滑片！立即使單刀2觸3、5觸6測(cè)出U2，接著再使單刀2觸1、5觸6測(cè)出U；然后要更換不同規(guī)格的小燈泡或定值電阻，此時(shí)再移動(dòng)滑片，至少再測(cè)取兩組數(shù)據(jù)，即能得出“U= U 1+ U 2”的結(jié)論。

方案二：用4只單刀開(kāi)關(guān)如圖5所示：閉合S1和S3、斷開(kāi)S2和S4移動(dòng)滑片，測(cè)出U1為便于計(jì)算值后，不準(zhǔn)移滑片！立即閉合S2和S4、斷開(kāi)S1和S3測(cè)出U2；再立即閉合S1和S4、斷開(kāi)S2和S3測(cè)出U。然后要更換不同規(guī)格的小燈泡或定值電阻，此時(shí)再移動(dòng)滑片，至少再測(cè)取兩組數(shù)據(jù)，即能得出“U= U 1+ U 2”的結(jié)論。

說(shuō)明：這是“只給一塊電壓表和已知阻值R0，測(cè)未知電阻RX或電功率P典型的正確測(cè)量方案！應(yīng)該予以重視。2013年6月第1版九年級(jí)物理課本、p85的第4和5題的測(cè)量方案均是欠妥的（另文再述）！

探究4：電壓表的新用途

從課文p57.“××××型直流電壓表 使用說(shuō)明書(shū)（節(jié)選）”可知：“表頭電流為1mA”，這是實(shí)驗(yàn)室配備的電流表不能顯示的最小電流值！故知電壓表不僅能夠并聯(lián)在被測(cè)電路兩端測(cè)取電壓值，而且還能把它串聯(lián)在被測(cè)電路中、顯示出“?A”級(jí)的電流、分度值≈33.3?A！所以在某種條件下，可以使用電壓表替代微安表做實(shí)驗(yàn)（如當(dāng)電壓表選用“0～3V”量程、若指針偏轉(zhuǎn)10個(gè)小格時(shí)，不要讀取1.0V、而要讀取≈333?A）！用它顯示“人體是導(dǎo)體”、“加熱玻璃能變成導(dǎo)體”等學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)效果頗佳！

向提供圖片和提出很好修改建議的王秀峰高級(jí)教師致謝！以上謬誤難免，敬請(qǐng)施教。