電壓表教案
例1如圖1所示電路中有兩個小燈,請在圖中○內,分別填入及或的符號,要求電鍵閉合時兩燈均能發光,且兩電錶的示數均不為零。
分析:為便於説明,把圖1中的各元件標上符號,如圖2所示。首先要知道,電流總是從電源的正極流向負極。其次應明確,要使燈L1發光,必須有電流通過L1。這樣通過L1的電流方向為:從正極依次經過開關S、L1、L1的左端、a,回到負極。這樣,因L1與a串聯,因此a不可能是電壓表(電壓表必須與用電器並聯),只能是電流表或燈泡。假設a是燈泡,則b應是電流表,這樣電流表就會把電源兩極直接相連,造成短路。所以,a只能是電流表,b就是燈泡,c是電壓表。
答案:如圖3所示。
反思:這類題目能綜合考查學生的電路識別能力,電流表、電壓表的連接方式,及分析、推理能力。其中假設法是解決這類問題的有效方法。
二、明確電壓表的兩個量程
例2小明按如圖4甲所示的電路進行實驗,當開關閉合後,V1和V2的指針位置完全一樣,如圖4乙所示,造成這一現象的.原因是( )
A.可能L1開路
B.可能L2短路
C.可能V1和V2所選量程不相同,L1短路
D.可能V1和V2所選量程不相同,電路各處完好
分析:從圖4甲看出,燈泡L1、L2串聯,V1、V2分別測量L2和電路的總電壓。根據串聯電路中總電壓等於各部分電壓之和,V1的示數應大於V2。題目中“V1和V2的指針位置完全一樣”,容易使學生聯想到它們的數值相同,但這是先入為主的錯誤。注意到電壓表接線柱接入電路的方法不同,量程也不同,所以儘管V1和V2的指針位置完全一樣,但讀數不同。結合圖4乙可判斷L1數值為10V,L2數值為2V。
A、B、C選項中的情況是否有可能出現呢?如果L1開路,則V1測量的是電源電壓,V2則因開路測不到電壓。若L2短路,則V2電壓為0。若L1短路,則V2測量的也為電源電壓。這些都與題目中的情況不符,因而都不可能出現。
答案:D
反思:分析電路問題首先要判斷用電器的連接方式,其次再用相應的電流或電壓規律分析解決問題。
三、判斷電壓表的測量對象
例3在如圖5(a)所示電路中,當閉合開關後,兩個電壓表指針偏轉均如圖5(b)所示,則燈泡L1和L2兩端的電壓分別為( )
A.5.6V 1.4V
B.7V 1.4V
C.1.4V 7V
D.1.4V 5.6V
分析:從圖5(a)容易看出,L1與L2組成串聯電路,電壓表V1測量的是電源的電壓。電壓表V2與L1和電源並聯,它是否測量L1與電源的電壓之和呢?當然不會是,因為任何電路兩端的電壓都不會超過電源電壓。那麼V2測量的是誰的電壓呢?把V2左右的兩個分支點再向下滑動,容易看出,V2測量的就是L2的電壓。這樣,V1使用的量程應該是15V,此時示數為7V;V2使用的量程應是3V,此時示數為1.4V。L1的電壓為7V-1.4V=5.6V。
答案:A
反思:判斷電壓表的測量對象,常採用“滑移法”,即電壓表的兩個接線柱可以在電路中的導線上自由滑動,直到找到與它直接並聯的用電器或電源。有一條要特別注意,電壓表決不能測量用電器與電源的電壓之和,換句話説,它不能測量包含電源和用電器的電壓。
四、由電壓表判斷電路故障
例4如圖6是小文同學研究串聯電路中電流、電壓特點的實物連接圖,當開關閉合時,燈L1亮,燈L2不亮,電流表和電壓表均有讀數.則故障原因可能是
A.L1斷路
B.L1短路
C.L2斷路
D.L2短路
分析:由題目和圖6看出,燈L1和L2串聯,又電流表有讀數,説明電路中沒有出現斷路.從圖6看出電壓表測量L1的電壓(道理同例3),它也有讀數,説明L1不會短路,所以故障原因是L2短路。
答案:D
反思:根據電錶讀數判斷電路故障是常見的考題。電路故障就是由於開路或短路造成的,明確它們分別對電流表、電壓表會造成怎樣的影響,這類問題便會迎刃而解。
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