曹海奇

(杭州第二中学 浙江 杭州 311000)

1 问题缘起

磁电式交流电压表是高中物理教学和实验中常见仪器，普遍认为交流电压表测量的数值是交流电压的有效值.在高中习题中，经常会出现关于交流电压表的示数问题，在此不少学生产生疑惑.如下是一典型例题：

【例题】一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电，各元件正常工作，一个理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图1所示，电压表和电流表均为理想交流电表．则下列说法正确的是( )

图1 例题图

A．原、副线圈中的电流之比为5∶1

B．电压表的读数约为44 V

C．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1 min产生的热量为2 904 J

D．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大

参考答案为C.

但是在教学实践中，每次讲到交流电压表测量的是交流电压的有效值时，很多学生就提出疑问：电压表内部会发热吗？难道是表头有发热装置？但在拆解后发现交流电压表也是磁电式的，那么交流电压表是怎样测量有效值的呢？

关于这个问题，高中教材是这样说的：一般交流电压表测量的数值是有效值，有效值是根据电流发热(能量)来定义的[1]，磁电式电表的工作原理，指针是通过表头内线圈受到安培力产生的力矩而偏转的[2].

也许是鉴于中学生知识面不够，教材并没有对此展开讨论.在此我们作如下分析：

(1)交流电压表是磁电式的，那么其指针的偏转必然是根据表头线……