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[!--downpath--]在高考數學中,常有借助電壓表、電壓表的示數顯示或變化,來判定電路故障,而此種類型的題目看似簡單,但其中的規律若果沒有柔潤的話,這么經常出錯不單單在所難免,但是最令人煩躁的是:有時做對了,似乎不知為什么做對了,做錯了也不知錯在那里,一切似是而非。
一、預備知識1:數學學中的漏電和斷路
1、【短路】——短路是指電路或電路中的一部份被短接。中學數學中時常遇到的是電源漏電和用家電漏電:
電源漏電——即電壓不經過任何用家電,直接由負極經過導線流回正極。非常容易燒毀電源。
用家電漏電——也叫部份電路漏電,此時用家電的內阻相當于“0”,即是R=0。如右圖,可以把L2稱為漏電。
2、【斷路】——斷路(開路)是指處于電路沒有閉合開關,或則導線沒有聯接好,或用家電燒毀,即整個電路在某處斷掉的狀態。如右圖,都可以稱為斷路。
二、預備知識2:電流表電壓表的聯接形式
三、判斷電壓表有、無示數
1、電流表無示數
斷路的情況:如右圖,假如電壓表A2與所測家電L2組成的西路是“斷開”的,則此電壓沒有經用家電L2,即此大道電壓是0,所以電壓表A2無顯示。
其他大道漏電的情況:如右圖電流與電壓的比值怎么算,L1大道漏電,導致L2大道不再有電壓通過,故A2無示數。
2、電流表有示數
此時電路中有大電壓,電壓表有示數(暫時)。
本大道漏電
但非常注意:電壓表不能直接聯接到串聯電路中,參《北京師范學院九年極化學全冊》《十一章簡單電路》P55
緣由:
因為電壓表的電阻特別小電流與電壓的比值怎么算,假如不經過用家電,直接接在電源正正極上,相當于電源漏電,雖然電源的電流并不很高,但因為電路中的內阻特別小,電壓值也會大到幾十安甚至上百安的程度,這樣幾乎頓時就把電壓表燒毀。
這時可能出現,電壓頓時達到最大量程,之后電壓表燒毀,變為0.
四、判斷電流表有無示數
電流表與用家電并聯,在此討論時,為了便捷起見,把電流表并聯的局部電路稱為內系統,再者的電路稱為外系統。內系統按照情況可以隨時轉換,主要以便捷討論為宜。
1、電壓表的無示數
第一種情況:外系統產生斷路,或則未閉合電路時——系統內電流表無示數。
如右圖,當把電流表V與L2看作內系統時,則斷路1創立時,則電流表無示數。當把電流表V與L2、L1看作內系統時,則斷路2創立時,則電流表也無示數。
對于V與L2構成的內系統,其間的電流表兩端能夠產生斷路呢,其實可以,而且假如這樣產生斷路的話,就斷定為電流表沒有聯接好,其結果也是電流表無示數。
第二種情況:外系統產生閉合電路(若沒有家電稱作為漏電),當內系統的用家電漏電時,則內系統的R=0,歐姆定理U=IR,當R=0時,是U=0,——系統內電流表無示數。
2、電壓表有示數
第一種情況:內外系統正常——內系統正常(電流表與用家電一個或多個并聯),外系統產生閉合電路(漏電)。
第二種情況:當內系統的用家電斷路時,其電流表的示數基本相當于電源的電流,故電流表有示數。由于這時電流表的內阻很大,雖然系統外有用家電接入,但其阻值比起電流表中的內阻已變得微不足道了(達到忽視程度)。則電流表承當了所有電流,故電流表示數會變大并接近電源電流。
案例1:如右圖
當正常情況下,電路閉合時,電流V檢測的是L1,L2的電流,L1,L2與電源兩者都是并聯關系,所以電流表V測出的電流就是L1、L2、電源兩者的電流,而且大小都相等。
當L2斷路時,則電流表所測的是L1、電源三者的電流,且電流相等。
當L1、L2都斷路時,則電流表所測是電源的電流。
推論:只要電流表所測家電內部斷路的話,則電流表所測電流就等于電源的電流,故有示數。
案例2:如右圖:
若L1斷路,這么L1等價于非常大的內阻接入了電路,設為Rx,此時,L2的內阻比起Rx的內阻就微不足道了(達到忽視的程度,注:這個L2可以是一個用家電,也可以是一個相當復雜的用家電群)。
這時,整個電路等價于Rx接入電路,并承當電源的所有電流。故V1示數會變大并接近電源電流,而V2看作內阻很小的用家電,故V2的示數可覺得是0,即沒有示數。
推論:只要電流表所測家電內部斷路的話,則電流表所測電流就基本上等于電源的電流,故有示數。
特殊地,如果,L1,L2都斷路,這么就看作兩個非常大的內阻接入電路,設R1=R2,由U=IR,電壓一定(雖然電路早已是斷路,電壓應為0了),U1=U2同,V1,V2示數各等于一半電源電流。
四、以電流表電壓表有無示數為根據,判斷電路故障
練練手,選自《北京師范學院九年極化學全冊》《十一章簡單電路》P64