初中物理电学典题详析详解3

2022年06月29日00:35:12 教育 1158

典题3:在一次实验中需要测量小灯泡两端的电压和流过它的电流.聪明而粗心的小刚连接了如图所示的电路。同组的小林发现有错,主张拆了重新连接,可是时间来不及了,小刚眼珠一转,在图示电路中只增加了一根导线,电路就正常工作了。

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问(I)如果闭合图示电路中的开关,电压表的读数约为多少?电流表的读数约为多少?小灯泡发光情况如何?

⑵在图中画出小刚连接的那条导线。灯泡发光情况如何?

解析:

1认真读题,提取有用信息,仔细分析。

1.1这是一个实物接线电路实验题,实验目的是测量小灯泡两端的电压和流过它的电流。看到这里,你能回忆起课本上的实物图和电路图吗?

1.2物理情景是操作者小刚把实物接错了,错在哪里?是问题的关键。

1.2.1我们知道电压表必须和被测用电器或电源并联,如果与用电器串联,则测的是电源电压。从题意可知,要测量的是灯泡两端的电压,则电压表必须与灯泡并联。有了这个基础知识,再看小刚实物的连接图可知,电压表未与灯泡并联,这是错一。

1.2.2我们又知道电流表在电路中必须和被测用电器串联。观图可知,电流表与灯泡和定值电阻是并联的,这是错二。

1.3如果时间充足,拆了重接也未尝不可,但是现在没有多少时间了,必须将错就错,在原连接线路基础上迅速做出局部调整。小刚还是基础扎实,眼疾手快,迅速增加了一根导线,使实验圆满成功。

1.4小刚是把问题迅速解决了,但下来给我们制造了麻烦,要顺着小刚的思路,去探究随意然!

该怎么做呢?

最有效最直接的方法就是根据小刚接错的实物图画出对应的电路图,然后再查错纠错。

下来我们根据实物图路画电路图:

1.4.1从电源正极出发,第一个用电器是开关,第二个用电器是滑动变阻器,到第三个用电器定值电阻时发生分支,另一支走向电流表,到此可知,这是个并联电路,如下图所示:

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1.4.2再从电源负极出发,第一个用电器是电压表,到第二个用电器电流表后有分支,延伸到灯泡,如下图所示:

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1.4.3将两张图拼成一张图,如下图所示:

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1.5小钢接错的实物图,画成电路图如上图所示,由图易知:

①灯泡和定值电阻串联,

②电流表与灯泡和定值电阻并联,

③电压表串联在干路电路上。

非常明显②与③是错误的,那么怎样快速纠错呢?一个思路就是想法使电压表和灯泡并联起来,由电路图易知,直需按下图增添一根导线就OK了。

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变形为下图所示:

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2看问题

2.1第一个问题问的是对于小刚接错的实物图,如果闭合开关,电压表、电流表的示数有何变化,小灯泡是发光呢,还是不发光?

①先看电压表,由接错实物的电路图可知,电压表串联在干路上。我们知道电压表的电阻很大,故此时若将开关闭合,通过电路的电流将很小(接近为零),电源的全部电压都加在电压表上,由此可知,电压表就是测量的是电源两端的电压,肯定有示数,且读数为电源电压6 V。

②二看电流表,由图可知,电流表与灯泡和定值电阻并联,而电流表的的电阻非常小,可以看做一根导线,故读数将会非常非常小,约为零。

③最后再看小灯泡,因为它被电流表短路了,所以不会发光。

2.2第二问是在图中画出小刚连接的那条导线,并问灯泡发光情况如何?由上述分析可知,增添的导线如下图所示,此时闭上开关,电路通路,灯泡正常工作。

【解答】(1)电压表的读数约为 6 V,电流表的读数约为 0,小灯泡不发光,

(2)答案如下图。

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小结:有些连接的电路实物图,使我们看起来不十分清楚电路的连接情况,

我们可以按照电流的走向画出对应的电路图,从电路图中就十分明确电路的连接错误。

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