电流、电压表示数变化分类解析

2015-03-25王清卿

物理之友 2015年10期

关键词：示数变阻器电压表

王清卿

(四川省大英县郪江外国语学校，四川大英 629300)

电流、电压表示数变化分类解析

王清卿

(四川省大英县郪江外国语学校，四川大英 629300)

电流、电压表示数的变化问题是初中物理教学的难点，同时也是中考物理的必考点，由于涉及的知识点较多，几乎覆盖了电学所有的重要的规律，综合性较强，所以学生遇到问题后，往往找不到突破口而束手无策.为此，本文以近几年中考中的典型题目为例，谈谈此类问题的解题方法.

初中物理；电流、电压表示数；分类解析

能够正确判定电流、电压表示数的变化，是学生应该具备的电路分析能力之一.由于这一内容涉及动态电路的分析与判定、电路知识的综合应用与理解等多方面的知识，对学生的知识熟练程度、分析判断的思维发展水平等方面有较高的要求，所以学生对这一知识内容的掌握难度较大.它既是初中物理教学的难点，同时也是中考物理的必考点，由于涉及的知识点较多，几乎覆盖了电学所有的重要的规律，综合性较强，所以学生遇到问题后，往往因找不到突破口而束手无策.下面本文就借助近几年中考的典型题目，谈谈此类问题的解题方法.

1 串联电路中滑动变阻器滑片的移动引起电流、电压表示数的变化

例1(2013年乐山) 如图1所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器R的滑片P向左移动，在此过程中( ).

图1

A. 电压表V1示数变小，电压表V2示数变大

B. 电流表A示数变小，电压表V1示数不变

C. 电流表A示数不变，灯泡L亮度变亮

D. 电压表V1示数不变，灯泡L亮度变暗

解析：在带滑动变阻器的串联电路中，电路的总电阻可以表示为R总=R定+R变的形式(R定表示定值电阻，它的阻值一般不发生变化，R变表示滑动变阻器的值)，从式子可以看出，R变的变化必定引起R总的变化，而且，R变的变化与R总的变化是一致的.根据欧姆定律可知，在总电压不变时，R总的变化也会引起I总的变化，I总的变化与R总的变化相反.由U定=IR定(U定表示定值电阻两端的电压)可以得出，当R定不变时，U定与I的变化是一致的.再由串联电路的电压规律U总=U定+U变表达式可得：在U总不变时，U定的变化与U变的变化是相反的.综上所述可得结论：在串联电路中，滑动变阻器接入电路阻值的变化与电路的电流及定值电阻两端的电压变化相反；与滑动变阻器两端的电压变化相同.

因此，面对这类题目时，应该经过三个步骤:①识别电路为串联电路；②确定变阻器阻值的变化；③确定对应的电表示数变化.本题答案为A.

2 并联电路中滑动变阻器滑片的移动引起电流、电压表示数的变化

图2

例2(2014年威海) 在如图2所示电路中，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时，下列说法正确的是( ).

A. 电流表的示数变小

B. 电压表的示数变小

C. 灯泡消耗的功率变大

D. 电路消耗的总功率减小

解析：电压表实际上测的是电源电压，如果电源电压没有变化时，当然电压表示数不会发生变化.电流表测定的是流过灯泡的电流，电源电压和灯泡电阻不变，电流表示数没有变化，灯泡消耗的功率也不变.当滑动变阻器与其它用电器并联接入电路，且处于独立的支路时，根据并联电路各支路的工作互不影响的特点可知，滑动变阻器的滑片的移动只对其所在的支路及干路中的电流有影响，滑动变阻器的电阻与干路中电流的变化相反，当滑动变阻器的滑片P由中点向右端移动时，流过其中的电流变小，其中消耗的功率减小.综上所述可以得出结论：当滑动变阻器与其它用电器并联接入电路且处于独立的支路时，电压表的示数不会发生变化，只有滑动变阻器所在的支路及干路中的电流的变化相一致.本题答案为D.

3 电路的结构变化引起电流、电压表示数的变化

例3(2013年四川自贡) 如图3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______，电压表与电流表示数的比值将____________(以上两空均填“变大”、“变小”或“不变”).

例4(2012年江苏连云港) 在图4所示电路中，电源电压保持不变.闭合开关S后，开关S1由断开到闭合，下列说法正确的是( ).

A. 电流表A1示数变大，电流表A示数也变大

B. 电流表A1示数变小，电流表A示数也变小

C. 电流表A1示数不变，电流表A示数变大

D. 电流表A1示数不变，电流表A示数变小

解析：在例3中，开关S断开时，电阻R与灯L串联，电压表测电阻R的电压是总电压的一部分；开关S闭合时，灯L被短路，此时电压表测量的是总电压.在例4中，开关S1断开时，只有灯L1接入电路中，电流表A、电流表A1都是测量通过灯L1的电流，开关S1闭合时，灯L1、L2并联，电流表A1只测流过L1的电流，但电流表A变成了测干路电流.综上所述，当电路的结构变化引起电流、电压表的示数发生变化时，主要是由于电流、电压表的测量对象发生了改变，在测量整体与测量部分之间发生了转换.例3的答案为变大、不变，例4的答案为C.

4 读信息确定电流、电压表示数的变化

例5(2012年浙江宁波) 如图5为小科设计的遮光感烟探测器部分工作原理图，在一个外部光线无法进入的烟室中，装有一个激光发生器及带有一感光电阻R0的电路，R为定值电阻，电源电压恒定；当烟雾进入烟室后，激光被烟雾遮挡而使感光电阻的阻值发生变化.当烟雾达到某一浓度时，探测器便会发出警报.已知光照越强，感光电阻阻值越小，反之则越大.当烟雾进入烟室并越来越浓时，则( ).

图5

A. 电路的总电阻逐渐变小

B. 电压表的示数逐渐变大

C. 电流表的示数逐渐变大

D.R消耗的功率逐渐变大

例6(2014年黄冈) 某物理科技小组设计了汽车有害尾气排放检测电路，如图6甲所示，R为气敏电阻，其阻值随有害尾气浓度β变化的曲线如图6乙所示，R0为定值电阻，电源电压恒定不变．当有害尾气浓度β增大时，气敏电阻R的阻值将______，电压表的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)，定值电阻R0作用是____________ ．