陳若東
[摘要] 在初中物理電學部分,電流表和電壓指示的變化是重要的考點。 對于學生來說,這類題也有很大的難度。 本文主要討論滑動變阻器的動作引起的電流表和電壓指示的變化,以及電器的變化。 對故障引起的電流表和電壓指示變化、開關合斷引起的電流表和電壓指示變化三類問題進行分析,探討解題思路。
【關鍵詞】初中物理; 電路; 問題解決方法
初中物理考試中,電流表和電壓的示值變化是考試的重點,也是學習的難點。 學生需要了解電流表和電壓表的工作方法,并利用電路圖綜合分析問題。 為了對適應癥的變化做出正確的判斷,需要學生具有較高的思維能力和扎實的基礎知識水平,并需要使用正確的解決問題的方法來獲得準確的答案。
1 滑動變阻器的移動引起電流表和電壓指示的變化
例1 如圖1電路所示,嘗試分析當滑動變阻器向左移動時,電壓表V、V2和電流表A的讀數變化。
分析 根據電路圖,該電路包括定值電阻R1和滑動變阻器R2。 兩個電阻串聯。 進一步分析可知,電壓表V1測量的是定值電阻R1兩端的電壓U1,電壓表V2測量的是滑動變阻器的電壓。 U2、電壓表V測量電源電壓U,電流表A測量電路的電流。 隨著滑動壓敏電阻滑塊向左移動,滑動壓敏電阻的阻值逐漸減小,電路的總阻值R=R1+R2也開始減小; 電源總電壓保持不變。 由于I=UR,電流隨著電路電阻的減小而增大,因此電流表A的指示變大。 對于U1來說,由于電路中的電流變大而R1保持不變,根據U1=若I則指示變小。 因此,隨著滑動變阻器向左移動,電壓表V的指示保持不變,電壓表V1的指示變大,電壓表V2的指示減小,電流表A的指示變大。
例2 在圖2所示的電路中,電源電壓保持不變。 開關S閉合后,滑塊P向左移動,分析電壓表V和電流表A1、A2指示的變化。
分析圖2電路,首先需要明確定值電阻R1與滑動變阻器的串并聯關系[1]。 電壓表V可視為開路,因此可用圖3電路進行分析。
可以確定R1和R2并聯,電流表A2測量主電路電流,電流表A1測量定值電阻R1所在支路電流。 因此物理資源網,可以進一步確定電壓表V測量的是并聯電路的電壓,即電源電壓。 電源電壓不變時,電壓表V的指示不變; 定值電阻R1兩側的電壓不變,因此電流表A1的指示不變。 由于滑塊P向左移動,R2的阻值增大,導致R2和R1所在支路的電流減小。 當R1所在支路電流不變時,主電路電流減小,電流表A2的指示變小。 因此,電壓表V指示數字(不變),電流表A1指示數字。 (不變),電流表A2指示(減少)。
本題主要考察學生分析電路圖的能力。 在求解問題的過程中,首先需要確定R1和R2之間的關系。 為了簡化電路圖,分析時可以將電壓表所在電路刪除,使電路圖之間的關系更加清晰。 思路清晰,做出正確判斷[2]。
2 電器故障引起的變化
例3 在圖4所示電路中,L1、L2為能正常發光的燈管。 S閉合后,如果其中一盞燈的燈絲燒壞,儀表讀數將如何變化?
由分析可以清楚地發現,L1和L2并聯,兩支路電流分別為I1和I2,電流表A測得主電路電流I,I=I1+I2; 電壓表測量電路的總電壓初中物理解題,即電源電壓。 S閉合后,L1、L2的狀態不會改變電源電壓,電壓表V的指示保持不變; 如果其中一根燈絲燒壞,分支電路就會開路。 由于各支路電流均小于主路電流I,故電流表A上的讀數變小。
例4 對于圖5所示的電路,電路閉合后,L1和L2都能正常發光。 分析電路故障時電流表和電壓指示的變化:L1燈絲斷線、L1燈絲短路、L2燈絲斷線。 。
分析 首先分析L1和L2之間的關系。 可以確定L1和L2串聯。 因此,電流表測量電路電流,電壓表測量L2兩端的電壓。 對于L1燈絲斷開的情況,可以判斷電路處于開路狀態。 沒有電流了,電源無法給L2供電,電流表A的指示下降到0,電壓表的指示下降到0; 當L1燈絲出現短路問題時,可以忽略電路中的L1,將L1視為導線,此時電源電壓保持不變,電路總電阻減小,因此電流指示增大。 由于L2的阻值保持不變,電流增大時兩端電壓增大,因此電壓表V的指示增大; 當L2燈絲斷開時,L2所在電路開路。 由于電壓表V的阻值較大,電路電流減小,因此L1的分壓減小。 線路中只有很小的電流流過,電流表A減小。 當電壓表測量電源電壓時,指示的電壓增加。
3 開關機引起的電流表和電壓指示的變化
實施例5 如圖6所示,電源電壓保持不變。 當開關S閉合時,儀表將如何變化?
分析R1和R2串聯。 在開關S閉合之前,電壓表測量R2的電壓,電流表測量電路的總電流。 開關S閉合后,R1短路初中物理解題,電壓表繼續測量R2兩端的電壓,電流表測量流過電壓表的電流。 電源僅向R2供電。 因此,R2兩端的電壓增加,電壓指示數字增加。 但由于電壓表的電阻較大,電流指示數減小。 即,電流指示數減少,電壓指示數變大。 。
實施例6 圖7所示電路假設電源電壓不變,燈L正常發光。 分析開關S閉合后L的發光情況,以及電壓表和電流指示的變化(增加、減少、恒定)
分析:開關S閉合后,燈與電阻并聯。 由于R的存在,L并沒有短路,所以L仍然可以正常發光。 電流表測量電路電流。 開關S閉合后,繼續測量主電路電流。 由于并聯電路的電阻減小。 當電壓不變時,電路的電流會明顯增大,因此電流指示也會增大; 電壓表測量電源電壓。 由于電源電壓保持不變,電壓表的指示不會改變。 因此,本題的結果是:L會繼續正常發光,電流值變大,電壓值不變。
4。結論
在分析電路表變化類題時,學生需要分析電路中用電元件之間的串并聯關系,進而確定各個電表的功能。 根據問題和電路中各元件的特點,可以對電路圖進行分析簡化,得到更清晰的電路圖,討論電路各元件之間的關系,并根據歐姆定律確定結果等。
參考:
[1] 鄭婷. 初中物理電路故障教學技巧及解題思路[J]. 中學物理, 2022, 40(04): 61-65.
[2] 黃少峰. 動態電路中電表數值變化的測定[J]. 湖南中學物理,2009(05):56-57。