初中电表电路分析_电压表论文

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初中电学习题中常出现含有电表的电路,由于它涉及的知识点较多,可以用来考查学生综合运用串并联电路规律、欧姆定律、焦耳定律解题的能力及灵活应变的能力,故常被选作中考试题,下面以中考试题为例,对常见的题型进行归类分析。

1 判别电表种类

[例1]如图1所示,电路中的两只小灯泡L[,1]和L[,2]均正常发光,则下列说法中正确的是( )(天津1997年试题)

(A)甲是电流表,乙是电流表。

(B)甲是电压表,乙是电流表。

(C)甲、乙都是电流表。

(D)甲、乙都是电压表。

分析与解:由于电流表电阻很小,电压表电阻很大,故电流表接在电路中可视为一根导线,电压表可视为开路。因L[,1]与L[,2]均正常发光,若甲、乙均为电流表,则它们均被电源短路而烧毁;若甲、乙均为电压表,或甲为电压表,乙为电流表,则L[,2]或者不接入电路, 或者将被短路而不发光。故甲为电流表,乙为电压表,此时L[,1]与L[,2]并联,乙测L[,2]两端电压即整个并联电路两端的电压。应选答案为A。

2 比较或确定电表示数大小

[例2]如图2所示电路中,三个电阻的阻值相等,当开关闭合时,三个电流表的示数依次分别为I[,1]、I[,2]、I[,3], 则下列关系式中错误的是( )(黑龙江省1997年试题)

(A)I[,1]>I[,2]>I[,3]。(B)I[,1]=I[,2]+I[,3]。

(C)I[,1]>I[,2]=I[,3]。(D)I[,1]=3I[,3]。

分析与解:因三个电阻阻值相等且并联在电路中,设通过一个电阻的电流为I,则有I[,3]=I,I[,2]=2I,I[,1]=3I=I[,2]+I[,3],故选答案为C。

[例3]如图3所示的两个电阻都是10Ω,电压表的示数是4.5V,则电流表A[,1]示数是________A,电流表A[,2]示数是________A。(山西1997年试题)

分析与解:此题中电表属异形连接,应先判别电路连接形式。将电流表用导线代替,使电压表开路,可看出R[,1]与R[,2]并联。A[,2] 测R[,2]中电流,A[,1]测干路中的总电流,电压表测并联电路两端的电压。故有I[,1]=I[,2]=U/R[,1]=4.5/10=0.45A,I=I[,1]+I[,2]=0.9A。A[,1]与A[,2]示数应分别为0.9A和0.45A。

3 判定电表示数变化情况

[例4]如图4所示,当S[,1]闭合时,为使电流表、 电压表示数均减小,下列操作可行的是( )(山西1997年试题)

(A)断开S[,2],滑片P向左移动。

(B)断开S[,2],滑片P向右移动。

(C)保持滑片P不动,使S[,2]由闭合到断开。

(D)保持滑片P不动,使S[,2]由断开到闭合。

分析与解:S[,2]断开时,R与R'串联,电压表测R'两端电压,其大小U'=IR'=UR'/(R+R')=U/(1+R/R'),当R'增大时,由I=U/R[,总]知电流表示数将减小,但U'将增大, 反之电流表示数增大,电压表示数减小。故A、B答案被排除。当S[,2]闭合时,R被短路,电压表测电源电压,当S[,2]由闭合到断开时,电压表示数将减小, 又由I=U/R,电路中电阻增大,电流表示数也将减小。故选答案为C。

4 判别电路故障

[例5]如图5所示电路,电源电压为6V,当开关S闭合后, 电压表的示数也为6V,发生这种情况可能是( )(天津1997年试题)

(A)小灯泡L的灯丝断了。

(B)电阻R与导线接触不良。

(C)小灯泡L短路。

(D)以上可能性都有。

分析与解:这是一个多选题。S闭合后, 电压表示数与电源电压相同,可能是电压表直接测电源电压了,即灯泡L被短路, 也有可能它串联在电路上了,即R与导线接触不良,此时L与电压表串联在电源两端,因电压表电阻很大,故电源电压几乎都加到了电压表两端。所以应选答案为B、C。

5 综合题中含有电表的电路

综合题中含有电表的电路较多,这里仅举一例加以分析。

[例6]如图6所示,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P在a端,S、S[,1]都闭合时,电流表A 的示数为2A,灯泡L正常发光;当S[,1]断开,滑片P滑到b端时,电压表V 的示数为6V。求:

(1)灯泡L的额定电压;

(2)S[,1]断开、P在b端时,灯泡L的实际功率。(1997 年河北试题)

分析与解:设电源电压为U,灯泡电阻为R[,L]。当P在a端,S、S[,1]均闭合时,变阻器阻值最大且与R[,L]并联。干路中电流I=(U /R)+(U/R[,L]),

即 2=(U/12)+(U/R[,L])。 (1)

S[,1]断开,P滑到b端,变阻器阻值最大且与R[,L]串联。有

U[,ab]=UR/(R+R[,L]),

即 6=12U/(12+R[,L])。

(2)

(1)、(2)式联立得U[2]-24U+144=0,

U=12V。

P在a端,S、S[,1]均闭合时,灯泡正常发光,则U[,额]=U=12V。

又S[,1]断开,P在b端时,R与R[,L]串联,且U[,ab]=6V,则

I[,L]=U[,ab]/R=6/12=0.5A,

U[,L]=U-U[,ab]=12-6=6V,

P[,实]=U[,L]I[,L]=6×0.5=3W。

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