判斷串聯(lián)電路中滑動(dòng)變阻器變化引起電表變化的新方法

韋世杰

摘 要：兩部分電路分析法是針對(duì)串聯(lián)電路中，因滑動(dòng)變阻器的變化引起電表的變化問題而提出的新方法。該方法簡單且實(shí)用，不僅為教師的教學(xué)提供參考，也為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供幫助。

關(guān)鍵詞：串聯(lián)電路；滑動(dòng)變阻器；電表變化；兩部分電路分析法

初中物理中，串聯(lián)電路中因滑動(dòng)變阻器變化引起電表變化問題是電表變化類型考題難度系數(shù)最低的，但學(xué)生的失分率還是相當(dāng)高。當(dāng)前，解決該問題的主要途徑是綜合歐姆定律及串聯(lián)電路中電流、電壓、電阻特點(diǎn)等知識(shí)進(jìn)行理論分析，推理得出結(jié)果。若學(xué)生每次遇到這類問題都要進(jìn)行繁瑣的理論分析和推導(dǎo)，不僅耗時(shí)長，準(zhǔn)確率不高，且容易失去答題自信心，從而導(dǎo)致丟分。本文提出的“兩部分電路分析法”能有效地解決串聯(lián)電路中因滑動(dòng)變阻器的變化引起電表的變化問題，提高答題的速度和準(zhǔn)確性。

一、兩部分電路分析法

兩部分電路分析法以伏安法測電阻的電路設(shè)計(jì)圖為基礎(chǔ)，該電路對(duì)于學(xué)生來說相當(dāng)熟悉，如圖1所示。

電路主要由一個(gè)定值電阻R1和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián)組成，電流表測量電路中的電流，電壓表■測定值電阻R1兩端電壓，電壓表■測滑動(dòng)變阻器R2兩端電壓。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值發(fā)生改變時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)變化分析如下：

當(dāng)滑片P向右移時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變大，因定值電阻R1阻值不變，串聯(lián)電路中，根據(jù)R總=R1+R2，電路總電阻R總變大，電路總電流I總變小，所以電流表■示數(shù)變小。而根據(jù)I總=I1=I2，U1=I1R1可知，定值電阻R1兩端電壓U1變小，即電壓表■示數(shù)變小。再者，串聯(lián)電路中，U總=U1+U2，U總不變，U1變小，所以U2增大，即電壓表■示數(shù)變大。

以上分析可知：滑動(dòng)變阻器R2阻值的大小變化規(guī)律和滑動(dòng)變阻器R2兩端的電壓表示數(shù)變化規(guī)律相同，電流表■的示數(shù)變化規(guī)律和定值電阻R1兩端的電壓表示數(shù)變化規(guī)律相同，即：R2阻值變大，■示數(shù)變大，而■示數(shù)變小，■示數(shù)變小。若將滑動(dòng)變阻器R2阻值變化和它兩端的電壓表■示數(shù)變化歸為一部分，而電流表■示數(shù)變化和定值電阻R1兩端電壓表■示數(shù)變化歸為另外一部分，即看成“兩部分電路”，則這兩部分電路中的電表變化規(guī)律剛好相反，只要知道一部分的變化即可推出另外一部分的變化，該方法概括為兩部分電路分析法。

二、兩部分電路分析法的應(yīng)用實(shí)例

例題一：如圖2所示的電路，開關(guān)S閉合后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)的過程中，有關(guān)電流表和電壓表的讀數(shù)，下列敘述正確的是（ ）

A.電流表的讀數(shù)變大，電壓表的讀數(shù)變小

B.電流表的讀數(shù)變小，電壓表的讀數(shù)變大

C.電流表、電壓表的讀數(shù)都變小

D.電流表、電壓表的讀數(shù)都變大

分析：根據(jù)兩部分電路分析法，將滑動(dòng)變阻器R看成一部分，小燈泡看成另外一部分，此時(shí)電壓表和電流表是歸為小燈泡部分，所以滑片P向右滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R阻值變大，電壓表和電流表的示數(shù)都變小，故選C。

例題二：如圖3所示，是一種測定油箱內(nèi)油量的裝置，其中R是滑動(dòng)變阻器的電阻片，滑動(dòng)變阻器的滑片和滑桿相連，滑桿可繞固定軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端固定著一個(gè)浮子。下列說法正確的是

（ ）

A.油量變少，油量表示數(shù)不變

B.油量越少，油量表示數(shù)越大

C.油量越多，油量表示數(shù)越小

D.油量越多，油量表示數(shù)越大

分析：根據(jù)兩部分電路分析法，將滑動(dòng)變阻器R和定值電阻R′看成兩部分，油量表相當(dāng)于電流表，定值電阻R′和油量表歸為一部分，當(dāng)油量越少，浮標(biāo)下沉，滑桿上移，滑動(dòng)變阻器R阻值變大，油量表示數(shù)將變小。反之，油量越多，滑動(dòng)變阻器R阻值變小，油量表示數(shù)將變大，故選D。

綜上所述，兩部分電路分析法有效解決了串聯(lián)的電路中因滑動(dòng)變阻器變化引起電表變化的問題，若是題目中滿足兩部分電路分析法的條件，直接應(yīng)用即可，省去繁瑣的推導(dǎo)過程，簡單實(shí)用，有效提高學(xué)生答題的得分率。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊仕明.歸類剖析電表示數(shù)變化題的思維流程[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2010（12）.

[2]李錢進(jìn).滑動(dòng)變阻器引起的串聯(lián)電路電表示數(shù)變化的定性分析[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（初中版），2015（3）.

編輯 魯翠紅