初中物理有关电流表和电压表使用的考题分析

所属专题:初中物理知识点总结  来源:沪江中学学科网    要点:初中物理知识点  
编辑点评: 在初中物理课的学习过程中,良好学习习惯的自我培养是十分重要的,近期作用是可以使自己处于主动学习状态中,远期作用是使自己具有自主的继续学习能力。

  电流表和电压表的使用是实验操作考查的重点,也是中考笔试的重要考点之一。历年各地中考有关电流表和电压表试题内容可概括为五个方面:(1)电流表和电压表的读数;(2)电流表和电压表在电路中的连接;(3)分析电流表和电压表在电路中的作用;(4)由电流表和电压表的示数判断电路故障;(5)有关运用电流表和电压表的实验方案设计。

  例1(2007湖北黄石)图1(甲)所示是“测量小灯泡的电功率”实验的电路图,图1(乙)是即将连接完成的实验电路。其中电源为三节新的干电池,灯泡的额定电压为3.8V,灯丝的电阻约为l0Ω,滑动变阻器标有“10Ω,1A”的字样。

  

 

  (1)对照电路图,用笔画线代替导线,将实物图未完成部分连接好。

  (2)当闭合电路的开关时,若出现以下不正常现象(见下表)

  请你从下列选项中选择可能的原因填入表中(只要填选项代号)

 

 

电路中出现的不正常现象

可能的原因

顺序

电灯的亮暗

电流表示数I/A

电压表示数U/V

 

不亮

0.54

0

 

很亮

0.42

4.2

 

不亮

0

4.5

 

  A.电路中a、b间断路

  B.电路中a、b间短路

  C.滑动变阻器连入电路中的电阻太小

  (3)为了测出小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表示数为______V,若此时电流表示数如图1(丙)所示,则通过灯泡的电流为______A,该灯泡的额定功率是_____W。

  解析:问(1)考查电流表和电压表在电路中的连接,在连接时要把握三个要点:一是电流表要与被测电路串联,电压表与被测电路并联;二是电流表和电压表的“+、-”接线柱的连接要正确,使电流从“+”接线柱流进“-”接线柱流出;三是量程要选择恰当,在保证被测电流和电压不超过量程的前提下选择小量程。本题中灯泡正常发光时电压为3.8V,超过了电压表0~3V量程,因此选择0~15V量程.灯泡正常发光时的电流为3.8V÷10Ω=0.38A<0.6A,因此选择0~0.6A量程。

  问(2)考查学生分析电流表和电压表示数判断电路故障。常见电路故障主要有断路和短路两种,分析时可用等效法处理使电路得以简化(断路处元件可去掉,短路处元件可换成导线)。甲现象中电流表有示数,说明电路是通路,故障原因只可能是灯泡和电压表短路。乙现象特征表明电路工作正常,灯泡的亮度是由滑动变阻器调节的,当滑动变阻器连入电路中的电阻太小时灯泡会很亮,两端电压超过灯泡的额定电压从而有烧坏的危险。丙现象中电流表无示数及灯泡不亮说明电路某处断路,电压表有示数且等于电源的电压(三节串联新干电池的总电压为3×1.5V=4.5V)说明电压表连到电源“+、-”极间无断路,因此可得电路a、b间断路。

  问(3)考查电流表的读数.电流表和电压表读数时须“一看二算”,即先看量程,再算最小分度值,最后算示数。题中电流表所用量程为0~0.6A,最小分度值为0.2A÷10=0.02A,示数0.2A+9×0.02A=0.38A。

  答案:(1)(2)B、C、A;(3)3.8 0.38 1.44

  学法指导:串或并联、量程选择、+和-接线柱接法是连接电流表和电压表的三个要点。另外同学们一定要注意连接电路的基本要求:导线不能交叉,导线两端必须接到元件的接线柱上。由电流表和电压表的异常示数判断电路故障时须抓住两个特征:电流表示数为零表明电路某处断路;电压表示数等于电源电压表明与电压表并联的元件断路。

 

 

  例2(2007山东烟台)如图2所示的电路中(电源电压不变),闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片自左向右移动时,下列判断中正确的是( )

  

 

  A.电流表的示数不变,电压表的示数不变

  B.电流表的示数变大,电压表的示数变小

  C.电流表的示数变大,电压表的示数变大

  D.电流表的示数变小,电压表的示数不变

  解析:本题电路较为复杂,判断电流表和电压表示数变化的关键在于弄清其在电路中的作用。

  分析步骤:先确定电路的连接方式,具体方法是把电流表换成导线,电压表及与其连接导线去掉后画出等效电路(如图甲),由等效电路不难看出R1 和R2并联;然后分析电流表和电压表在电路中的作用,方法是在简化电路上依次补上电流表和电压表(如图乙),得电流表与 R2串联,所测电流是通过R2的电流,电压表和R2并联,且直接连到了电源的“+ -”极上,所测电压是R2两端的电压,也等于电源的电压;最后分析得出结论:滑动变阻器的滑片无论怎样移动,电源的电压不变,因此电压表的示数始终不变,滑动变阻器的滑片向右移动时,接入电路中的电阻增大,由I=U/R得流过R2的电流减小,因此答案选D。

  

 

  学法指导:判断电流表和电压表示数变化的考题较为常见。由于电流表的电阻很小,电压表的电阻很大,因此处理时可如前面分析画出简化电路。在分析电流表和电压表作用时,只须观察电流表或电压表与哪段电路串联或并联,所测电流或电压就是该电路的电流或两端电压。另外,判断时需经常结合欧姆定律I=U/R分析。

  有关运用电流表和电压表的实验方案设计,同学们也曾遇到过大量的题目,由于篇幅有限,这里不在赘述。 

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