王昌權(quán)
摘 要:針對(duì)中考出現(xiàn)頻率極高的“電阻變化引起電表示數(shù)變化”類(lèi)試題,從最基礎(chǔ)原理進(jìn)行分析,使考生熟悉此類(lèi)試題解題思路,掌握分析方法,進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,避免出錯(cuò)。希望本文能對(duì)廣大考生有所幫助。
關(guān)鍵詞:滑片;電流表;電壓表;變化;電流;電壓;示數(shù)
因電路中某一電阻變化而引起電流表、電壓表示數(shù)變化是初中電學(xué)重要的題型,其以能夠考查學(xué)生對(duì)創(chuàng)設(shè)情境的分析能力、理解能力,對(duì)知識(shí)靈活運(yùn)用能力等而深受考查者喜歡,在各類(lèi)考試中大量出現(xiàn)??忌渤R?qū)忣}不清、電路圖分析不準(zhǔn)等原因而犯錯(cuò),下面就此類(lèi)問(wèn)題原理予以總結(jié),希望對(duì)莘莘學(xué)子有所幫助。
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請(qǐng)觀察如上甲、乙、丙三圖,電路元件完全相同,但連接有所變化。問(wèn):當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右移時(shí),電流表、電壓表示數(shù)會(huì)如何變化?分析如下:
對(duì)于甲圖,R1與R2串聯(lián),電流表測(cè)電路電流,電壓表測(cè)R2電壓,滑片右移,R1阻值變小,總電阻變小,故電流增加,電流表示數(shù)變大。R2電壓由歐姆定律推導(dǎo)公式U=IR易得變大,電壓表示數(shù)變大。
對(duì)于乙圖,和甲圖相比,唯一差異在于電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器R1電壓。電流表示數(shù)變大(前面已分析),電壓表示數(shù)若想由U=IR推導(dǎo),發(fā)現(xiàn)I增大,R減小,其乘積增大還是變小,無(wú)法判斷。要得出正確結(jié)論,需另辟蹊徑。由于電源電壓不變,故有UR1+UR2=U電源不變,由甲圖我們已經(jīng)判斷出UR2增大,所以UR1將變小,電壓表示數(shù)變小。另外我在教學(xué)中,應(yīng)用串聯(lián)電路分壓特點(diǎn),得出的結(jié)論“串聯(lián)電路中,大電阻分大電壓”可知,由于R2阻值增大,故其分壓也將增大,易得出電壓表示數(shù)將變大的正確結(jié)論。
對(duì)于丙圖,最容易出錯(cuò),學(xué)生常常從滑片移動(dòng),電流一定會(huì)變化入手,得出錯(cuò)誤結(jié)論。要避免錯(cuò)誤,我們需從準(zhǔn)確分析電路開(kāi)始。丙圖中,由于電壓表處相當(dāng)于斷路,滑片移動(dòng)過(guò)程中,沒(méi)有電流經(jīng)過(guò)電壓表處,整個(gè)電路電阻不發(fā)生變化,故電路中電流不變,電流表示數(shù)不變。電壓表測(cè)量的是電阻R1左側(cè)部分電壓,當(dāng)滑片右移時(shí),左側(cè)部分電阻增加,由U=IR易得電壓表示數(shù)應(yīng)當(dāng)變大。
下面以2014年幾個(gè)典型物理中考試題為例,對(duì)上面知識(shí)運(yùn)用進(jìn)行說(shuō)明:
例1:(2014·黃岡)某物理科技小組設(shè)計(jì)了汽車(chē)有害尾氣排放檢測(cè)電路,如圖1所示,R為氣敏電阻,其阻值隨有害尾氣濃度β變化的曲線(xiàn)如圖2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______。
分析:本題第二個(gè)空,就屬于乙圖型試題應(yīng)用,由于尾氣濃度增大,R減小,故其分得的電壓也將減小。
例2:(2014·安徽)如下圖所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān),發(fā)現(xiàn)每個(gè)電表都有一定的示數(shù)。向右移動(dòng)變阻器的滑片,則( )。
A.電流表A1示數(shù)減小,電流表A2和電壓表V示數(shù)增加
B.電流表A1和A2示數(shù)都減小,電壓表V示數(shù)增加
C.電流表A1、A2和電壓表V示數(shù)都減小
D.電流表A1、A2和電壓表V示數(shù)都增加
分析:本題屬于甲圖型試題應(yīng)用,滑片右移時(shí),總電阻變小,總電流增大,A1示數(shù)增大,R1、R2并聯(lián)處所分電壓增加,V示數(shù)變大,由歐姆定律可知A2示數(shù)也將增大,故選D。
例3:(2014·東營(yíng))某興趣小組為了研究電子溫控裝置,將熱敏電阻R1、定值電阻R2以及電壓表和電流表連入如圖所示電路,熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。閉合開(kāi)關(guān),當(dāng)溫度升高時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)變化情況是( )。
A.電流表和電壓表示數(shù)均變小
B.電流表和電壓表示數(shù)均變大
C.電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大
D.電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小
分析:本題屬于乙圖型試題應(yīng)用,溫度升高,R1減小,電流表示數(shù)增大,電壓表示數(shù)減小,故選D。
以上為本人就電阻變化而引起電流表、電壓表示數(shù)變化類(lèi)試題的小結(jié),并結(jié)合幾道試題進(jìn)行應(yīng)用說(shuō)明。不少觀點(diǎn)是從教學(xué)中的總結(jié)得出的,如有不妥之處,歡迎同行指正。
(作者單位:陜西省西安市第四十五中學(xué))