分类例析含有电表的电路

彭庙

电路中含有电流表和电压表以后，电路变得很复杂。而有关的题目频频出现在中考及各类考试中，能综合考查学生电路知识掌握的水平。解决这类问题的关键是正确认识电表的双重作用。一是指示作用，即电表能指示出电路中的电流或电路两端的电压；二是连接作用，即电路中的电流表自身电阻很小，相当于一根导线。在分析电路时可以把电流表去掉，并用导线替代电流表；电压表电阻很大，相当于断开的开关。在分析电路时可以把电压表直接拆除。注意：千万不能把去掉电压表的地方用线连起来。分类例析如下。
　　1．判断电表的类型

　　例1
如图1所示，电路连接没有错误，两灯都能发光，每只电表均有正常的示数，则下列判断正确的是（
）

　　A．甲是电压表，乙是电流表

　　B．甲乙都是电流表

　　C．甲是电流表，乙是电压表

　　D．甲乙都是电压表

　　分析：不妨采用假设的方法。假设A正确，则甲相当于断开的开关，乙相当于一根导线。此时灯泡L2和乙会被它们下面的导线短路，导致L2不亮，乙没有示数。假设不成立。假设B正确，甲乙都相当于一根导线，会引起电源短路。假设D，会出现与A相似的情况。正确答案是C，此时L1．L2并联，甲测量流过L2的电流，乙测量电源电压。

　　答案：C

　　反思：假设也是一种重要的思维方法，在判别电表类型时很常用。

　　2．判断电路故障

　　例2
如图2所示的电路中，当开关K闭合后，电灯L不亮，电流表无示数。经检验，连接导线无断裂现象。用电压表检测时，发现a、b及b、c间的电压均为零，而a、d及c、d间均有电压。请找出电路发生的故障。

　　分析：根据开关闭合后，电灯不亮，电流表无读数，说明电路中发生的是断路故障。连接导线无故障，而电压表测试a、d间有电压，则说明从a点经电源到d点这一段电路无故障。正常情况下，开关闭合时c、d间电压应为零。但题目中c、d间有电压，说明从c点经开关到d点间这一段电路肯定存在断路故障，原因一定是开关触片或开关接线柱接触不良。

　　答案：开关触片或开关接线柱接触不良。

　　解疑：上述故障能造成电灯不亮，电流表无读数，许多同学能够理解。但对c、d间有电压难以理解。我们想象在c、d间接上电压表，断开开关K，由于电流表、电灯的灯丝都是导体，所以电压表的负接线柱从c经电灯、电流表到电源负极是连通的。另一方面电压表的正接线柱从d点到电源正极也是连通的。所以c、d间有电压。而电压表所测得的c、d 间的电压实际上就是电源的电压。

　　3．判断电路连接情况

　　例3
小汉观察到某一部件外壳上三个电压表的示数分别为U1．U2．U3；三个电流表的示数分别为I1．I2．I3。打开外壳，看到它的内部电路结构如图3所示，小汉很快猜出了U1．U2．U3和I1．I2．I3之间的关系。U1．U2．U3和I1．I2．I3之间的关系是怎样的呢？

　　分析：如果能知道电阻R1．R2的连接情况，就可以根据串联或并联电路的电流和电压的规律判断出U1．U2．U3和I1．I2．I3之间的关系。图3电路初看比较复杂，用前面所述的方法，把电压表直接拆除后，电路变为图4。容易看出R1．R2是串联，因为串联电路中电流处处相等，所以I1=I2=I3。图3中，用导线替代电流表后，容易看出电压表V1测的是R2两端的电压；电压表V2测的是R1两端的电压；电压表V3测的是电路中的总电压。因为串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和，所以U1+U2=U3。

　　答案：U1+U2=U3
I1=I2=I3

　　反思：“拆除电表法”是简化电路，弄清电路连接情况的基本方法，应注意掌握。