在初中物理電學習題當中,電流表、電壓表示數變化判斷問題是近年來中考熱點題目之一,多以選擇題、填空題形式出現。雖然題目不大,但對于電路基本知識掌握不透的同學卻經常出錯。下面筆者對此類問題進行解析。
此類題目的特點往往是:題目給出電路圖,電路中一般含有一個或兩個電阻(或燈泡),滑動變阻器一個,電壓表、電流表若干。當滑動變阻器滑片移動時,讓學生去判斷電流表、電壓表的示數如何改變。
根據電路元器件連接方式,把此類問題歸為簡單電路和復合電路兩類進行分析。
一、簡單電路(用電器與滑動變阻器純串聯或純并聯)
1.純串聯
如圖,當滑動變阻器滑片向左滑動時,各表示數如何變化?
[分析]:在此題中,電阻、滑動變阻器三者串聯,I=I1=I2,R=R1+R2。。當滑片向左移動時,R2變大,R1不變,∴R變大,根據歐姆定律I=■,電源電壓U不變,∴I應減小,∴I1、I2均減小,再根據歐姆定律U1=I1R1可知U1減小,最后根據U=U1+U2知道U2增大。
[結果]:安培表示數減小,伏特表1示數減小,伏特表2示數增大。
2.純并聯
如圖,當滑動變阻器滑片向左滑動時,各表示數如何變化?
[分析]:由于電阻和滑動變阻器并聯,故U=U1=U2,伏特表示數為電源電壓保持不變,當滑片向左移動時,R2變大,R1不變,根據■=■+■,則R變大,根據歐姆定律I=■知I應減小。而R1電阻、電壓均不變,故I1不變。再根據I=I1+I2知I2應減小。
[結果]:安培表示數減小,伏特表示數不變,安培表1示數不變,安培表2示數減小。
二、復合電路(滑動變阻器與用電器串并聯混聯)
1.滑動變阻器在干路中,兩電阻并聯
如圖,當滑動變阻器滑片向左滑動時,各表示數如何變化?
[分析]:此種情況由于R1、R2電阻都不變,可將兩電阻并視為一個電阻,它們兩端的電壓相同,故它們電流變化方向是相同的。這樣此題思路就同純串聯電路一樣。
[結果]:安培表示數減小,伏特表1示數減小,伏特表2示數增大,安培表1示數減小,安培表2示數減小。
2.滑動變阻器在支路中
如圖,當滑動變阻器滑片向左滑動時,各表示數如何變化?
[分析]:此種情況較為復雜。由于R1、R2并聯,所以它們兩端電壓相等為U1,且U=U1+U3,I=I1+I2。當滑片向左移動時,R2變大,導致電路總電阻R增大,根據歐姆定律I=■,電源電壓U不變,∴I應減小,對于R3,再根據歐姆定律U3=IR3可知U3減小,再根據U=U1+U3知道U1增大,從而得到I1增大,最后根據I=I1+I2知道I2減小。
[結果]:安培表示數減小,伏特表1示數增大,伏特表3示數減小,安培表1示數增大,安培表2示數減小。
總之,做此類問題時,我們首先應判斷電路連接是簡單電路還是復合電路,其次明確各用電器上的電流、電壓、電阻之間的關系,再根據歐姆定律,串并聯電流、電壓、電阻規律去推斷由滑動變阻器滑片移動帶來的電路變化情況。特別值得學生注意的是,在討論U、I、R增減時,不能隨便去說:“因為電阻增大,所以電流減少”,而應在其中一個量保持不變的前提下,討論另外兩個量的變化。學生對此類問題還應多練多分析,積累經驗,只有這樣才能真正掌握。
【責編 馮立偉】