周宇航
【摘要】在串联电路的故障的排查中,要抓住灯泡的亮与不亮、电流表和电压表示数的有无进行判断,解决这类问题一定要分清电压表测量对象,才能更好地判断短路或断路的位置.而对于并联电路来说,只能断路,哪条支路没有电流则哪条支路发生了断路.
【关键词】电压表;初中物理;解题策略
电压表是电学测量中的基本器材,属于电学物理实验的基石,电学实验中离不开电压表的测量,同时也要更深层地认识电压表的另类应用,也要注意对电压表和电流表进行区分,为了让学生们更好地理解电压表,下面从“三个三”的要求进行归纳,帮学生领会和理解.
1 使用前“三看”弄仔细
这里的“三看”,是指一看电压表的指针是否指在零刻度线;二看量程即测量范围;三看刻度尺分度值.而明确量程和分度值是便于快速并准确的读数.
2 使用时“三要”弄清楚
这里的“三要”是指一要并联,测哪段电路两端电压,把电压表并联在这段电路两端.二要“+”“-”接线柱的接法正确,必须使电流从“+”接线柱流进电压表,从“-”接线柱流出来.三要使最大量程超过被测电压值,否则容易烧坏电压表.
3 另类应用“三法”要掌握
这里的“三法”中一法是指对电压表测量对象的判断,对于电压表测量对象的判断方法比较多,我们可以通过“去源法”进行判断,这种办法只适合于串联电路.而对于并联电路,电压表将测量任何一个元件两端电压,因为并联电路两端电压相等并且等于电源电压.
例1 如图1所示,当开关S闭合后,电压表测量灯泡L两端电压的是( )
答案:(B).
解析 (A)选项中,直观看电压表与灯L并联,因此测量的是灯L两端电压,不符题意,故(A)错误;(B)选项中,把电源暂时去掉,此时电压表与灯L构成封闭的电路,因此电压表测量灯L两端电压,故(B)正确;(C)选项中,利用上述方法,可判断出电压表测量灯L两端电压,故(C)错误;(D)选项中,电压表并联在灯L两端,测量灯L两端电压,故(D)错误.
点评 关于电压表测量对象判断,应看清电压表并联的被测电路,不要被表面现象迷惑,进而确定方法结合电路图做出判断.
二法指的是利用电压表可以辨别电源的正负极,对于未给定正负极的电源,可以通过试触的方法接在电压表的正负接线柱上,然后通过指针的偏转方向来判断电源的正负极.
例2 如图2所示,在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片,制成番茄电池,然后将电压表连接在铜片、锌片上,观察电压表的接线和指针偏转.以下说法正确的是( )
(A)铜片和锌片属于绝缘体.
(B)电池电压为4V.
(C)锌片是番茄电池的正极.
(D)番茄电池对外供电时,电流将从铜片流出.
答案:(D).
解析 (A)选项中,铜片和锌片是金属,易导电,属于导体,故(A)错误;(B)选项中,电压表用的小量程,分度值为0.1V,电池电压为0.8V,故(B)错误;(C)选项中,指针偏转向右,电压表接法正确,与电压表正接线柱相连的铜片为正极,锌片为负极,故(C)错误;(D)选项中,番茄电池形成通路后,电源外部电流从正极流向负极,铜电极为正极,电流从铜片流出,故(D)正确.
点评 此类问题应根据电压表的使用方法来确定电源的正负极,同时了解电压表的判断方法,这也是电压表的另类使用.特殊方法会有不一样的作用,会给解决问题带来新的思路.
三法指的是利用电压表可以判断串联电路中的故障,其实用电压表排查电路故障是中考的考点,是电学的重要知识点,要学会利用电压表及电流表等来进行检测,对于串联电路首先看电流表是否有示数,通过示数的有无来确定是短路还是断路,然后通过电压表的示数的有无来确定短路或断路的位置.比如:电流表指针偏转而电压表无示数,则故障原因可能是:①电压表损坏或电压表接触不良;②与电压表并联的用电器短路.电流表指针不偏转而电压表有示数,则故障原因可能是:①电流表短路;②和电压表并联的用电器断路.
例3 如图3所示,当开关S闭合后,两灯均正常发光,但过了一会儿,闭合开关S后一盏灯亮,另一盏灯不亮,一个电表有示数,另一个电表无示数,若故障中出现在其中一个灯泡两端,则故障可能是( )
(A)燈L短路. (B)开关S接触不良.
(C)灯L断路.
(D)灯L短路.
答案:(D).
解析 解决此类故障问题首先要利用去表法判断电路的连接方式为串联,其次判断电压表测量对象,由于电压表与灯L并联就,所以测量的是灯L两端电压,由于串联电路中一个灯亮一个灯不亮,说明此电路为短路,并且电表有示数,说明此电表为电流表,因此电压表无示数,说明测量的对象发生短路,即灯L短路,故(D)正确.
点评 此法主要应用于串联电路的故障排查,要抓住灯泡的亮与不亮、电流表和电压表示数的有无进行判断,解决这类问题一定要分清电压表测量对象,才能更好地判断短路或断路的位置,而对于并联电路来说,只能是断路,哪条支路没有电流则哪条支路发生了断路.
4 结语
总之,通过以上“三个三”的认识和理解,会给学生们带来知识的便利,在以后电学学习中,能够得心应手.此外,还要学会电压表的读数,特别是特殊的读法,比如误读量程后的读数,可根据另一个量程的刻度值进行读数,然后按照5倍关系算出电压的大小.不管哪类方法或类型,都要踏实地把基础要点理解透,掌握好,才能发挥更大效果.