周宇航
【摘要】在串聯電路的故障的排查中,要抓住燈泡的亮與不亮、電流表和電壓表示數的有無進行判斷,解決這類問題一定要分清電壓表測量對象,才能更好地判斷短路或斷路的位置.而對于并聯電路來說,只能斷路,哪條支路沒有電流則哪條支路發生了斷路.
【關鍵詞】電壓表;初中物理;解題策略
電壓表是電學測量中的基本器材,屬于電學物理實驗的基石,電學實驗中離不開電壓表的測量,同時也要更深層地認識電壓表的另類應用,也要注意對電壓表和電流表進行區分,為了讓學生們更好地理解電壓表,下面從“三個三”的要求進行歸納,幫學生領會和理解.
1 使用前“三看”弄仔細
這里的“三看”,是指一看電壓表的指針是否指在零刻度線;二看量程即測量范圍;三看刻度尺分度值.而明確量程和分度值是便于快速并準確的讀數.
2 使用時“三要”弄清楚
這里的“三要”是指一要并聯,測哪段電路兩端電壓,把電壓表并聯在這段電路兩端.二要“+”“-”接線柱的接法正確,必須使電流從“+”接線柱流進電壓表,從“-”接線柱流出來.三要使最大量程超過被測電壓值,否則容易燒壞電壓表.
3 另類應用“三法”要掌握
這里的“三法”中一法是指對電壓表測量對象的判斷,對于電壓表測量對象的判斷方法比較多,我們可以通過“去源法”進行判斷,這種辦法只適合于串聯電路.而對于并聯電路,電壓表將測量任何一個元件兩端電壓,因為并聯電路兩端電壓相等并且等于電源電壓.
例1 如圖1所示,當開關S閉合后,電壓表測量燈泡L兩端電壓的是(??? )
答案:(B).
解析 (A)選項中,直觀看電壓表與燈L并聯,因此測量的是燈L兩端電壓,不符題意,故(A)錯誤;(B)選項中,把電源暫時去掉,此時電壓表與燈L構成封閉的電路,因此電壓表測量燈L兩端電壓,故(B)正確;(C)選項中,利用上述方法,可判斷出電壓表測量燈L兩端電壓,故(C)錯誤;(D)選項中,電壓表并聯在燈L兩端,測量燈L兩端電壓,故(D)錯誤.
點評 關于電壓表測量對象判斷,應看清電壓表并聯的被測電路,不要被表面現象迷惑,進而確定方法結合電路圖做出判斷.
二法指的是利用電壓表可以辨別電源的正負極,對于未給定正負極的電源,可以通過試觸的方法接在電壓表的正負接線柱上,然后通過指針的偏轉方向來判斷電源的正負極.
例2 如圖2所示,在番茄上相隔一定距離分別插入銅片和鋅片,制成番茄電池,然后將電壓表連接在銅片、鋅片上,觀察電壓表的接線和指針偏轉.以下說法正確的是(??? )
(A)銅片和鋅片屬于絕緣體.
(B)電池電壓為4V.
(C)鋅片是番茄電池的正極.
(D)番茄電池對外供電時,電流將從銅片流出.
答案:(D).
解析 (A)選項中,銅片和鋅片是金屬,易導電,屬于導體,故(A)錯誤;(B)選項中,電壓表用的小量程,分度值為0.1V,電池電壓為0.8V,故(B)錯誤;(C)選項中,指針偏轉向右,電壓表接法正確,與電壓表正接線柱相連的銅片為正極,鋅片為負極,故(C)錯誤;(D)選項中,番茄電池形成通路后,電源外部電流從正極流向負極,銅電極為正極,電流從銅片流出,故(D)正確.
點評 此類問題應根據電壓表的使用方法來確定電源的正負極,同時了解電壓表的判斷方法,這也是電壓表的另類使用.特殊方法會有不一樣的作用,會給解決問題帶來新的思路.
三法指的是利用電壓表可以判斷串聯電路中的故障,其實用電壓表排查電路故障是中考的考點,是電學的重要知識點,要學會利用電壓表及電流表等來進行檢測,對于串聯電路首先看電流表是否有示數,通過示數的有無來確定是短路還是斷路,然后通過電壓表的示數的有無來確定短路或斷路的位置.比如:電流表指針偏轉而電壓表無示數,則故障原因可能是:①電壓表損壞或電壓表接觸不良;②與電壓表并聯的用電器短路.電流表指針不偏轉而電壓表有示數,則故障原因可能是:①電流表短路;②和電壓表并聯的用電器斷路.
例3 如圖3所示,當開關S閉合后,兩燈均正常發光,但過了一會兒,閉合開關S后一盞燈亮,另一盞燈不亮,一個電表有示數,另一個電表無示數,若故障中出現在其中一個燈泡兩端,則故障可能是(??? )
(A)燈L短路. (B)開關S接觸不良.
(C)燈L斷路.
(D)燈L短路.
答案:(D).
解析 解決此類故障問題首先要利用去表法判斷電路的連接方式為串聯,其次判斷電壓表測量對象,由于電壓表與燈L并聯就,所以測量的是燈L兩端電壓,由于串聯電路中一個燈亮一個燈不亮,說明此電路為短路,并且電表有示數,說明此電表為電流表,因此電壓表無示數,說明測量的對象發生短路,即燈L短路,故(D)正確.
點評 此法主要應用于串聯電路的故障排查,要抓住燈泡的亮與不亮、電流表和電壓表示數的有無進行判斷,解決這類問題一定要分清電壓表測量對象,才能更好地判斷短路或斷路的位置,而對于并聯電路來說,只能是斷路,哪條支路沒有電流則哪條支路發生了斷路.
4 結語
總之,通過以上“三個三”的認識和理解,會給學生們帶來知識的便利,在以后電學學習中,能夠得心應手.此外,還要學會電壓表的讀數,特別是特殊的讀法,比如誤讀量程后的讀數,可根據另一個量程的刻度值進行讀數,然后按照5倍關系算出電壓的大小.不管哪類方法或類型,都要踏實地把基礎要點理解透,掌握好,才能發揮更大效果.