電流、電壓表示數(shù)變化分類解析

王清卿

(四川省大英縣郪江外國語學(xué)校，四川 大英 629300)

電流、電壓表示數(shù)變化分類解析

王清卿

(四川省大英縣郪江外國語學(xué)校，四川 大英 629300)

電流、電壓表示數(shù)的變化問題是初中物理教學(xué)的難點(diǎn)，同時(shí)也是中考物理的必考點(diǎn)，由于涉及的知識點(diǎn)較多，幾乎覆蓋了電學(xué)所有的重要的規(guī)律，綜合性較強(qiáng)，所以學(xué)生遇到問題后，往往找不到突破口而束手無策.為此，本文以近幾年中考中的典型題目為例，談?wù)劥祟悊栴}的解題方法.

初中物理；電流、電壓表示數(shù)；分類解析

能夠正確判定電流、電壓表示數(shù)的變化，是學(xué)生應(yīng)該具備的電路分析能力之一.由于這一內(nèi)容涉及動態(tài)電路的分析與判定、電路知識的綜合應(yīng)用與理解等多方面的知識，對學(xué)生的知識熟練程度、分析判斷的思維發(fā)展水平等方面有較高的要求，所以學(xué)生對這一知識內(nèi)容的掌握難度較大.它既是初中物理教學(xué)的難點(diǎn)，同時(shí)也是中考物理的必考點(diǎn)，由于涉及的知識點(diǎn)較多，幾乎覆蓋了電學(xué)所有的重要的規(guī)律，綜合性較強(qiáng)，所以學(xué)生遇到問題后，往往因找不到突破口而束手無策.下面本文就借助近幾年中考的典型題目，談?wù)劥祟悊栴}的解題方法.

1 串聯(lián)電路中滑動變阻器滑片的移動引起電流、電壓表示數(shù)的變化

例1(2013年樂山) 如圖1所示電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S后，將滑動變阻器R的滑片P向左移動，在此過程中( ).

圖1

A. 電壓表V1示數(shù)變小，電壓表V2示數(shù)變大

B. 電流表A示數(shù)變小，電壓表V1示數(shù)不變

C. 電流表A示數(shù)不變，燈泡L亮度變亮

D. 電壓表V1示數(shù)不變，燈泡L亮度變暗

解析：在帶滑動變阻器的串聯(lián)電路中，電路的總電阻可以表示為R總=R定+R變的形式(R定表示定值電阻，它的阻值一般不發(fā)生變化，R變表示滑動變阻器的值)，從式子可以看出，R變的變化必定引起R總的變化，而且，R變的變化與R總的變化是一致的.根據(jù)歐姆定律可知，在總電壓不變時(shí)，R總的變化也會引起I總的變化，I總的變化與R總的變化相反.由U定=IR定(U定表示定值電阻兩端的電壓)可以得出，當(dāng)R定不變時(shí)，U定與I的變化是一致的.再由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律U總=U定+U變表達(dá)式可得：在U總不變時(shí)，U定的變化與U變的變化是相反的.綜上所述可得結(jié)論：在串聯(lián)電路中，滑動變阻器接入電路阻值的變化與電路的電流及定值電阻兩端的電壓變化相反；與滑動變阻器兩端的電壓變化相同.

因此，面對這類題目時(shí)，應(yīng)該經(jīng)過三個(gè)步驟:①識別電路為串聯(lián)電路；②確定變阻器阻值的變化；③確定對應(yīng)的電表示數(shù)變化.本題答案為A.

2 并聯(lián)電路中滑動變阻器滑片的移動引起電流、電壓表示數(shù)的變化

圖2

例2(2014年威海) 在如圖2所示電路中，電源電壓不變，當(dāng)滑動變阻器的滑片P由中點(diǎn)向右端移動時(shí)，下列說法正確的是( ).

A. 電流表的示數(shù)變小

B. 電壓表的示數(shù)變小

C. 燈泡消耗的功率變大

D. 電路消耗的總功率減小

解析：電壓表實(shí)際上測的是電源電壓，如果電源電壓沒有變化時(shí)，當(dāng)然電壓表示數(shù)不會發(fā)生變化.電流表測定的是流過燈泡的電流，電源電壓和燈泡電阻不變，電流表示數(shù)沒有變化，燈泡消耗的功率也不變.當(dāng)滑動變阻器與其它用電器并聯(lián)接入電路，且處于獨(dú)立的支路時(shí)，根據(jù)并聯(lián)電路各支路的工作互不影響的特點(diǎn)可知，滑動變阻器的滑片的移動只對其所在的支路及干路中的電流有影響，滑動變阻器的電阻與干路中電流的變化相反，當(dāng)滑動變阻器的滑片P由中點(diǎn)向右端移動時(shí)，流過其中的電流變小，其中消耗的功率減小.綜上所述可以得出結(jié)論：當(dāng)滑動變阻器與其它用電器并聯(lián)接入電路且處于獨(dú)立的支路時(shí)，電壓表的示數(shù)不會發(fā)生變化，只有滑動變阻器所在的支路及干路中的電流的變化相一致.本題答案為D.

3 電路的結(jié)構(gòu)變化引起電流、電壓表示數(shù)的變化

例3(2013年四川自貢) 如圖3所示的電路中，電源電壓保持不變.當(dāng)開關(guān)S由斷開到閉合時(shí)，電流表的示數(shù)將______，電壓表與電流表示數(shù)的比值將____________(以上兩空均填“變大”、“變小”或“不變”).

例4(2012年江蘇連云港) 在圖4所示電路中，電源電壓保持不變.閉合開關(guān)S后，開關(guān)S1由斷開到閉合，下列說法正確的是( ).

A. 電流表A1示數(shù)變大，電流表A示數(shù)也變大

B. 電流表A1示數(shù)變小，電流表A示數(shù)也變小

C. 電流表A1示數(shù)不變，電流表A示數(shù)變大

D. 電流表A1示數(shù)不變，電流表A示數(shù)變小

解析：在例3中，開關(guān)S斷開時(shí)，電阻R與燈L串聯(lián)，電壓表測電阻R的電壓是總電壓的一部分；開關(guān)S閉合時(shí)，燈L被短路，此時(shí)電壓表測量的是總電壓.在例4中，開關(guān)S1斷開時(shí)，只有燈L1接入電路中，電流表A、電流表A1都是測量通過燈L1的電流，開關(guān)S1閉合時(shí)，燈L1、L2并聯(lián)，電流表A1只測流過L1的電流，但電流表A變成了測干路電流.綜上所述，當(dāng)電路的結(jié)構(gòu)變化引起電流、電壓表的示數(shù)發(fā)生變化時(shí)，主要是由于電流、電壓表的測量對象發(fā)生了改變，在測量整體與測量部分之間發(fā)生了轉(zhuǎn)換.例3的答案為變大、不變，例4的答案為C.

4 讀信息確定電流、電壓表示數(shù)的變化

例5(2012年浙江寧波) 如圖5為小科設(shè)計(jì)的遮光感煙探測器部分工作原理圖，在一個(gè)外部光線無法進(jìn)入的煙室中，裝有一個(gè)激光發(fā)生器及帶有一感光電阻R0的電路，R為定值電阻，電源電壓恒定；當(dāng)煙霧進(jìn)入煙室后，激光被煙霧遮擋而使感光電阻的阻值發(fā)生變化.當(dāng)煙霧達(dá)到某一濃度時(shí)，探測器便會發(fā)出警報(bào).已知光照越強(qiáng)，感光電阻阻值越小，反之則越大.當(dāng)煙霧進(jìn)入煙室并越來越濃時(shí)，則( ).

圖5

A. 電路的總電阻逐漸變小

B. 電壓表的示數(shù)逐漸變大

C. 電流表的示數(shù)逐漸變大

D.R消耗的功率逐漸變大

例6(2014年黃岡) 某物理科技小組設(shè)計(jì)了汽車有害尾氣排放檢測電路，如圖6甲所示，R為氣敏電阻，其阻值隨有害尾氣濃度β變化的曲線如圖6乙所示，R0為定值電阻，電源電壓恒定不變．當(dāng)有害尾氣濃度β增大時(shí)，氣敏電阻R的阻值將______，電壓表的示數(shù)將______(選填“變大”、“變小”或“不變”)，定值電阻R0作用是____________ ．

圖6

解析：例5中“光照越強(qiáng)，感光電阻阻值越小，反之則越大”和例6中的乙圖其實(shí)說明了R變的變化特點(diǎn).把握這一特點(diǎn)，對照第一類中關(guān)于串聯(lián)電路中電流、電壓表示數(shù)變化的特點(diǎn)的結(jié)論，即可得出答案.

例5答案為B，例6答案為：變小、變小、對電路起保護(hù)作用.

5 特殊情況中電流、電壓表示數(shù)變化

圖7

例7(2013年荊門) 如圖7所示，電源電壓恒定不變，閉合開關(guān)S，在將滑動變阻器的滑片P向右移動的過程中，假定燈泡的電阻不變，下列說法中正確的是( ).

A. 電流表示數(shù)變大

B. 電壓表示數(shù)變大

C. 電壓表和電流表示數(shù)的比值變小

D. 電壓表和電流表的示數(shù)都變小

解析：在本題中，電壓表接在滑動變阻器的滑片上，此時(shí)，滑動變阻器當(dāng)定值電阻使用，滑動變阻器滑片的移動不會引起電路中的電阻變化，只是導(dǎo)致了電壓表的測量范圍發(fā)生了變化.在這種情況下，電流表的示數(shù)一般不變，電壓表的示數(shù)變化看它的測量范圍變化，本題答案為C.