电表示数变化的判断方法的一般步骤是:
( 1)判断电路的连接方式;
( 2)分析各电流表、电压表的作用;
( 3)分析滑动变阻器滑片移动或开关的断开与闭合所引起电路中总电阻的变化;
( 4)根据欧姆定律分析电路。电路中总电阻的变化引起总电流的变化,即电路中测总电流的电流表的示数变化;
( 5)根据欧姆定律分析定值电阻两端电压的变化情况;
( 6)根据串联电路中的电压关系分析滑动变阻器两端电压变化。
例题:在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片 P向右移动时,电压表 V的示数______,电压表 V 1的示数______,电压表 V 2的示数______,电流表 A的示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
解析:这类由滑动变阻器移动或由某些开关闭合、断开而引起电流表、电压表示数发生改变的题目,是电学中常见的类型之一,在分析电路中各物理量变化时,若题目不加说明,可以认为电源电压不变,电流表的电阻为零,电压表的电阻很大(可视为开路),定值电阻的阻值不变,导线中的电阻为零。在如图所示的电路中,定值电阻 R 1与滑动变阻器 R 2组成串联电路,电压表 V测电源电压 U,电压表 V 1测 R 1两端电压 U 1,电压表 V 2测滑动变阻器 R 2两端电压 U 2,电流表 A测电路中的电流 I,当滑片 P向右移动过程中,其电阻 R 2变大,电路中的总电阻 R= R 1+ R 2必随之变大,而电路两端总电压不变(即电压表 V示数不变)。根据欧姆定律 I= U/ R可知,电路中的电流变小,即电流表 A的示数变小,又因为电阻 R 1是定值电阻, U 1= IR 1,所以不难分析, R 1不变, I减小, U 1也随之减小,即电压表 V 1的示数变小。又根据串联电路的电压关系, U 2= U-U 1可分析: U不变, U 1减小, U 2增大,即电压表 V 2的示数增大。(分析 U 2不能用欧姆定律的变形式 U 2= IR 2判断,因为 I减小, R 2增大,则 U 2无法确定)
答案: 不变,变小,变大,变小。
【趁热打铁做练习】
1.( 2012自贡)如图所示,电源电压保持不变,当电键 S闭合,滑动变阻器的滑片 P向右滑动时,下列说法正确的是()
A. V 1示数减小, V 2的示数增大
B. V 1示数增大, V 2的示数增大
C. V 1示数减小, V 2的示数减小
D. V 1示数增大, V 2的示数减小
2. ( 2012株洲)如图所示,闭合开关 S后,当滑动变阻器的滑片 P向上滑动时,各电表示数变化正确的是()
A.电流表和电压表的示数均变小
B.电流表和电压表的示数均变大
C.电流表示数变大、电压表的示数不变
D.电流表示数变小、电压表的示数不变
3. ( 2012烟台)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片向右移动时,三个电表的示数变化情况是()
A. A的示数变小, V 1的示数不变, V 2的示数变小
B. A的示数变大, V 1的示数变大, V 2的示数变小
C. A的示数变小, V 1的示数不变, V 2的示数变大
D. A的示数变大, V 1的示数变小, V 2的示数变大
参考答案:
1. A
解析:由电路图可知,两电阻串联,电压表 V 1测 R 1两端的电压, V 2测滑动变阻器两端的电压;当滑片 P向右滑动时,接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大;根据 I= U/ R可知,电路中的电流变小;根据 U= IR可知, R 1两端的电压变小,即电压表 V 1的示数变小;根据串联电路总电压等于各支路电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变大,即 V 2两端的电压变大。
2. D
解析:两个电阻并联,电压表测量电源电压,故电压表示数保持不变;当滑片向上滑动时,滑动变阻器接入电阻增大,则由欧姆定律可得通过滑动变阻器的电流减小;因定值电阻两端电压不变,故通过定值电阻的电流不变;由并联电路的电流规律可得干路电流减小,即电流表 A的示数减小。
3. C
解析:从图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表 V 1测量的是电源电压,所以电压表 V 1的示数保持不变。当滑动变阻器的滑片向右移动时,其连入电路中的电阻 P滑变大,而灯泡的电阻不变,电路中的总电阻 R变大,又因为电源电压保持不变,则由公式 I= U/ R可知,电路中的电流 I变小;由公式 U L= IR L可知,灯泡两端的电压 U L变小,因此滑动变阻器两端的电压 U滑= U-U L变大,所以电流表的示数变小,电压表 V 2的示数变大。