经典问题3:在一个实验中,需要检测小灯泡两端的电流和流过它的电压。 聪明又野蛮的小刚把电路连接起来如图所示。 同组小林发现错误,建议拆掉重新连接,但已经来不及了。 小刚翻了个白眼,图中所示电路只放下一根线,电路工作正常。
问题(一)如果图中电路中的开关闭合,电流表的读数大约是多少? 电压表的大致读数是多少? 灯泡是怎样发光的?
⑵ 画出图中小刚连接的电线。 灯泡是怎样发光的?
解析:
1 仔细阅读题目,提取有用信息,仔细分析。
1.1 这是一道物理接线电路实验题。 实验的目的是检测小灯泡两端的电流和流过它的电压。 听到这里,你还记得课本上的物理图和电路图吗?
1.2化学情况是操作者小刚错误连接了物体。 错误在哪里? 这是问题的关键。
1.2.1 我们知道电流表必须与被测家用电器或电源并联。 如果与家用电器串联,则测量电源的电流。 从题意可以看出,要检测灯泡两端的电流,电流表必须与灯泡并联。 有了这个基础知识,再看小刚实物的接线图,可以看出电流表并没有和灯泡并联,这是一个错误。
1.2.2 我们还知道初三物理电路图讲解,电压表必须与被测家用电器串联在电路中。 从图中可以看出,电压表与灯泡和定值内阻并联,这是一个错误。
1.3 如果时间充裕的话,拆下来重连也未尝不可。 但现在时间不多了,必须在原有连线坝体的基础上迅速进行错失、局部调整。 小刚还是基础扎实,眼疾手快,很快就放下了一根钢丝,使实验取得了圆满成功。
1.4 小刚很快就解决了问题,但是他出来给我们带来了麻烦。 我们就跟着小刚的思路,随意探索吧!
怎么做?
最有效、最直接的方法就是根据小刚出错的实物图画出相应的电路图,然后检查并纠正错误。
出来后我们根据物理图画出电路图:
1.4.1 从电源负极开始,第一个家用电器是开关,第二个家用电器是滑动变阻器,用第三个家用电器设定内阻时,发生支路,此时另一支路接电压表,所以我们知道 ,这是一个并联电路,如右图所示:
1.4.2 从电源正极开始,第一个家用电器是电流表,第二个家用电器的电压表后面有一个分支,一直延伸到灯泡,如右图所示:
1.4.3 将两张图片合并为一张图片,如右图:
1.5 小钢接错的实物图绘制为电路图如上图所示,从图中很容易知道:
①灯泡串联定值内阻,
②电流表与灯泡和定值内阻并联,
③ 将电压表串联在支路中。
特别明显的是②和③是错误的初三物理电路图讲解,那么如何快速纠正错误呢? 一种思路是将电流表和灯泡并联。 从电路图上很容易知道,只需如右图所示加一根线就可以了。
变体如右图所示:
2 看问题
2.1第一个问题是关于小刚接错的实物图。 如果开关闭合,电流表和电流表的读数会发生什么变化? 小灯泡发光不发光?
①先看电流表。 从错误连接的电路图中可以看出,电流表与支路串联。 我们知道电流表的内阻很大,所以如果此时闭合开关,则通过电路的电压会很小(接近于零),电源的电流全部相加到电流表。 端子处必须有电流指示,读数为电源电流6V。
② 看电压表。 从图中可以看出,电压表是与灯泡和固定内阻并联的,而且电压表的内阻很小,可以看作是一根导线,所以读数会很小,大约为零。
③最后看小灯泡,因为电压表漏电,所以不会发光。
2.2 第二题画出图中小刚连接的电线,问灯泡是怎样发光的? 从上面的分析可以看出,增加的导线如右图所示。 此时开关闭合,电路开路,灯泡正常工作。
【答】(1)电流表读数为6V左右,电压表读数为0左右,小灯泡不发光。
(2)答案如右图所示。
总结:一些连接电路的物理图让我们看起来对电路的连接不是很清楚。
我们可以根据电压的方向画出相应的电路图,从电路图中就可以很清楚地看出电路的连接错误。