陳若棟

【摘要】初中物理的電學(xué)部分中，電流表、電壓表示數(shù)變化是重要考點(diǎn).對(duì)學(xué)生而言，這類題型也有比較大的困難.本文針對(duì)滑動(dòng)變阻器移動(dòng)引起電流表和電壓表示數(shù)變化、用電器出現(xiàn)故障引起電流表和電壓表示數(shù)變化、開(kāi)關(guān)通斷導(dǎo)致的電流表和電壓表示數(shù)變化三種題型進(jìn)行分析，探討解題思路.

【關(guān)鍵詞】初中物理；電路；解題方法

在初中物理考試中，電流表、電壓表示數(shù)變化是考試的重點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)的難點(diǎn).學(xué)生需要理解電流表、電壓表的工作方式，利用電路圖綜合分析問(wèn)題.為了能對(duì)示數(shù)變化做出正確判斷，要求學(xué)生具有較高的思維能力和扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)水平，而且需要使用正確的解題方法，才能獲得準(zhǔn)確答案.

1? 滑動(dòng)變阻器移動(dòng)引起電流表、電壓表示數(shù)變化

例1? 如圖1電路所示，試分析滑動(dòng)變阻器向左移動(dòng)時(shí)，電壓表V、V2、電流表A的示數(shù)變化.

解析? 根據(jù)電路圖，電路包括定值電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2，兩個(gè)電阻為串聯(lián)關(guān)系.通過(guò)進(jìn)一步分析，可以確定，電壓表V1測(cè)量定值電阻R1兩端電壓U1，電壓表V2測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓U2，電壓表V測(cè)量電源電壓U，電流表A測(cè)量電路的電流.隨著滑動(dòng)變阻器滑片左移，滑動(dòng)變阻器的電阻逐漸減小，電路的總電阻R=R1+R2也開(kāi)始減??；電源的總電壓是維持不變的.由于I=UR，因此電路電阻減小則電流增加，所以電流表A的示數(shù)變大.對(duì)于U1，由于電路中的電流變大，并且R1不變，根據(jù)U1=I×R1，則U1增加，所以電壓表V1的示數(shù)變大.對(duì)于電壓表V2的示數(shù)，由于電壓表U=U1+U2，所以U2=U-U1，因此U2減小，電壓表V2的示數(shù)變小.所以，隨著滑動(dòng)變阻器向左移動(dòng)，電壓表V示數(shù)保持不變，電壓表V1示數(shù)變大，電壓表V2示數(shù)減小，電流表A示數(shù)變大.

例2? 在圖2所示的電路中，電源電壓保持不變.在開(kāi)關(guān)S閉合后，滑片P向左移動(dòng)，分析電壓表V、電流表A1、A2的示數(shù)變化.

解析? 結(jié)合圖2的電路，首先，需要明確定值電阻R1和滑動(dòng)變阻器之間的串并聯(lián)關(guān)系［1］.電壓表V可以視為斷路，所以可以以圖3的電路進(jìn)行分析.

可以確定，R1和R2為并聯(lián)關(guān)系，電流表A2測(cè)量干路電流，電流表A1測(cè)量定值電阻R1所在的支路電流.因此，可以進(jìn)一步確定電壓表V測(cè)量并聯(lián)電路的電壓，也就是電源電壓.電源電壓不變的情況下，電壓表V的示數(shù)不變；定值電阻R1兩側(cè)的電壓不變，所以電流表A1示數(shù)不變；由于滑片P左移，因此R2的電阻增加，導(dǎo)致R2所在的支路電流減小，在R1所在支路電流不變的情況下，干路電流降低，因此電流表A2的示數(shù)變小.因此，電壓表V示數(shù)（不變），電流表A1示數(shù)（不變），電流表A2示數(shù)（減?。?

該題主要考查學(xué)生對(duì)電路圖的分析能力.在解題過(guò)程中，首先，需要確定R1和R2之間的關(guān)系.為了能夠簡(jiǎn)化電路圖，可以在分析時(shí)刪去電壓表所在電路，讓電路圖的關(guān)系更加明確，從而做出正確判斷［2］.

2? 用電器故障所導(dǎo)致的變化

例3? 在圖4所示的電路中，L1和L2為可以正常發(fā)光的燈，在S閉合之后，如果其中一盞燈燈絲燒斷，電表讀數(shù)會(huì)如何變化？

解析? 可以很明顯地發(fā)現(xiàn)，L1和L2為并聯(lián)關(guān)系，兩條支路的電流為I1和I2，電流表A測(cè)量的干路電流I，I=I1+I2；電壓表測(cè)量電路的總電壓，即電源電壓.在S閉合后，L1和L2的狀態(tài)并不會(huì)改變電源電壓，電壓表V的示數(shù)不變；在其中一盞燈燈絲燒斷的情況下，會(huì)導(dǎo)致一條支路斷路，由于任意一條支路的電流都小于干路電流I，所以電流表A的示數(shù)變小.

例4? 如圖5所示的電路，電路閉合之后，L1和L2都能正常發(fā)光，分析當(dāng)出現(xiàn)電路故障后，電流表和電壓表示數(shù)的變化：L1燈絲斷開(kāi)、L1燈絲短路、L2燈絲斷開(kāi).

解析? 首先，分析L1和L2的關(guān)系，可以確定L1和L2為串聯(lián)關(guān)系，因此電流表測(cè)量電路電流，電壓表測(cè)試L2兩端的電壓.對(duì)于L1燈絲斷開(kāi)的情況，可以判斷電路處于斷路狀態(tài)，電路中不再有電流，電源也無(wú)法給L2供電，所以電流表A的示數(shù)下降到0，電壓表的示數(shù)下降到0；在L1燈絲出現(xiàn)短路問(wèn)題時(shí)，可以忽略電路中的L1，將L1視為導(dǎo)線，此時(shí)電源電壓不變，電路總電阻降低，所以電流表示數(shù)提升，由于L2的電阻不變，在電流增大的情況下兩端電壓升高，所以電壓表V的示數(shù)增加；當(dāng)L2燈絲斷開(kāi)時(shí)，L2所在的電路斷路，由于電壓表V的阻值較大，導(dǎo)致電路電流降低，因此L1的分電壓減少，線路只有極小的電流通過(guò)，電流表A示數(shù)減小，此時(shí)電壓表測(cè)量電源電壓，因此電壓表示數(shù)增加.

3? 開(kāi)關(guān)通斷導(dǎo)致的電流表、電壓表示數(shù)變化

例5? 如圖6所示，電源電壓不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電表會(huì)怎樣變化？

解析? R1和R2為串聯(lián)關(guān)系，在開(kāi)關(guān)S閉合之前，電壓表測(cè)量R2電壓，電流表測(cè)量電路的總電流，在開(kāi)關(guān)S閉合之后，R1被短路，電壓表繼續(xù)測(cè)量R2兩端電壓，電流表測(cè)量流經(jīng)電壓表的電流.電源只對(duì)R2供電，因此R2兩端電壓增加，電壓表示數(shù)增大，但是由于電壓表電阻較大，因此電流表示數(shù)降低.即電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)變大.

例6? 如圖7所示電路，設(shè)電源電壓保持不變，燈L正常發(fā)光.分析在開(kāi)關(guān)S閉合之后，L的發(fā)光情況，以及電壓表、電流表示數(shù)的變化.（增大、減小、不變）

解析? 在開(kāi)關(guān)S閉合之后，燈與電阻為并聯(lián)關(guān)系，由于R的存在，所以L沒(méi)有短路，因此L依然能正常發(fā)光；電流表測(cè)量電路電流，開(kāi)關(guān)S閉合后，繼續(xù)測(cè)量干路電流，由于并聯(lián)后電路電阻降低，在電壓不變的情況下，電路的電流會(huì)明顯增加，所以電流表示數(shù)會(huì)增大；電壓表測(cè)量電源電壓，由于電源電壓保持不變，因此電壓表的示數(shù)不會(huì)改變.所以本題結(jié)果為：L會(huì)繼續(xù)正常發(fā)光，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)保持不變.

4? 結(jié)語(yǔ)

進(jìn)行電路表變化類型題的解析時(shí)，學(xué)生需要分析電路中耗電元件之間的串并聯(lián)關(guān)系，然后確定每個(gè)電表所具有的功能.根據(jù)題目、電路中各種元件的特性，可以進(jìn)行電路圖的簡(jiǎn)化，從而獲得更加清晰的電路圖，確定電路各個(gè)元件之間的關(guān)系后進(jìn)行討論，并根據(jù)歐姆定律等確定結(jié)果.

參考文獻(xiàn)：

［1］鄭婷.初中物理電路故障的教學(xué)技巧和解題思路［J］.中學(xué)物理，2022，40（04）：61-65.

［2］黃紹鋒.動(dòng)態(tài)電路中電表示數(shù)變化的判定［J］.湖南中學(xué)物理，2009（05）：56-57.