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(五)电学重难点瓶颈突破专题解析版
专题 21 电流表与电压表变化问题攻略解析版
【考查重难点剖析】
1、考点定位:
1)电学是初中物理最重要的板块之一,与力学并驾齐驱,在中考物理试题中几乎占到三分之二强
的分值。而电表是解读电学的重要信息来源,考电学就离不开电表问题,在全国各省市中考试题中
电表问题考查地位非常突出,是为必考内容。
2)电表问题没有固定的考查形式,选择题、填空题、作图题、材料阅读、实验探究题及计算题、
综合应用题等所有题型之中,均有过电表问题的考查,题型不固定,把握难度大,既是重点同样也
是难点。
2、考点剖析:
考点整合 电流表 电压表
标记 A V
电路符号
连接方式 必须与用电器串联 应该与用电器或电源并联
电阻特点 相当于导线,电阻约为0 相当于断路,约为绝缘体
串联 ①示数大小决定于电压、电阻 ①电源电压等于各部分电路两端电压之和
电
电路 ②示数大小与电路位置无关 ②电源电压按定律原则分配给各串联用电器
路
特
并联 ①支路电流由干路汇合而成 ①示数大小决定于电源电压
点
电流 ②干路电流等于各支路电流之和 ②示数与支路不同无关
常 故障 无示数 示数异常 无示数 示数异常
见
①并联部分发生短路
故
原因 串联部分有断路 接线错误 接线错误
障 ②并联之外部分有断路
【突破技巧】
1、电表问题的内容包括电流表与电压表的应用;两表的变化判断;与电路故障的综合考查;电表
作图、读数;与电学实验的综合等,是初中电学不可或缺的部分,难点问题突破,同样是考生的瓶
颈,方法技巧乃重中之重。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】2、在中考物理总复习过程中,电表问题也是教学难点,因不同电路电表变化不同,可对应规律多,
教学往往只能是就事论事,以熟能生巧的办法应对的居多,如何有效突破该难点,大有文章可做。
3、难点:
①电路中电表填空无从下手;
②电表故障不会判断;
③电表的变化不会判断;
④不清楚电表与电路性质的内在联系;
⑤电表的动态电路问题也是难点。
3、难点原因分析:
①不理解电表的本质特点,是不会填空、不会判断的重要原因;
②不理解串并联电路电流电压特点,是电表问题障碍形成的根源;
③电表应用与电表现象对应不起来,张冠李戴,也是问题形成的原因之一。
4、“难点”突破技巧:
【技巧一】——“导线法”
要点:此法用于判断电路的性质。
做法:在分析判断电路的性质时,将“电流表”用“导线”代替,排除电流表的干扰。
【技巧二】——“删除法”
要点:此法用于判断电路的性质。
做法:在分析判断电路的性质时,将“电压表”直接“删除”,排除电压表的干扰。
【技巧三】——“接线法”
要点:此法用于判断电表的测量对象。
做法:
①“电流表”——任选“电流表”一个“接线柱”,顺着导线按照“节点法”观察,与那个用
电器串联,就表示电流表测通过该用电器的电流。
②“电压表”——找到“电压表”两个“接线柱”,顺着导线分别按照“节点法”观察,与电
压表“两接线柱”完全对应的“用电器”或“电源”,即为“电压表”的测量对象。
【技巧四】——“欧姆法”
要点:此法用于解决“判断电表的变化”类题。
做法:应用欧姆定律“I=U/R”,结合题意,注意对应关系,就可以判断出“电流表”、“电
压表”的变化规律。
5、例析:
例:(2022 河南)在图所示的电路中,电源电压不变,电阻R 的阻值为20Ω。闭合开关S,两电
2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】流表的示数分别为0.5A和0.2A,则电源电压为 V,电阻R 的阻值为 Ω。通电1min,
1
该电路消耗的总电能为 J。
【答案】 6 30 180
【解析】应用“导线法”分析电路图可知,电阻R 、R 并联,电流表A 测通过电阻R 的支路电流
1 2 1 1
A 测量干路电路。依据并联电路电流特点,可求得通过电阻R 的电流为I=I-I =0.5A-0.2A=0.3A;
2 2 2 1
依 据 并 联 电 路 电 压 特 点 , 可 求 得 电 阻 R 两 端 的 电 压 , 即 电 源 电 压 为
2
U=U=U=I R =0.3A×20Ω=6V;
0 1 2 2 2
应用“欧姆法”,可求得R 的阻值为 ;依据电能的计算公式,可求得通电
1
1min该电路消耗的总电能为 。
【考场试手】
1、(2021 恩施州)如图所示电路中,开关闭合后,两电灯都发光,电表正常工作,一段时间后,
由于灯L 短路(灯L、电表不会烧坏),会有下面哪种情况发生( )
1 2
A. 电流表示数变小 B. 电压表无示数
C. 电压表示数不变 D. 电压表示数变大
【答案】B
【解析】本题为因电路故障引发的电表变化问题。应用“导线法”分析电路可知,灯泡L 与L 串
1 2
联,电压表测L 两端的电压,电流表测电路电流。已知灯L 短路(灯L、电表不会烧坏),并联电路
1 1 2
发生短路即为“全短路”,因而电压表也被短路,示数变为零,电路实质变化为只有L 的基本电
2
路。依据串联电路电阻特点分析可得,电路中总电阻变小,应用“欧姆法”分析可知,电路中电流
变大,即电流表的示数变大,所以A、C、D错误;B正确;故,选B。
2、(2022 武汉)如图所示的电路中,电源电压U保持不变。①只闭合开关S和S ,调节滑动变
3
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】阻器的滑片,当电流表的示数为 0.2A时,电压表V 的示数为1V;②只闭合开关S和S ,电压表
2 2
V 和V 的示数分别为U 和U ,电流表的示数为I ;③只闭合开关S、S 和S ,将滑片移动到最左
1 2 1 2 1 1 3
端时,电流表的示数为I ,此时电路的功率为P ;保持滑片位置不变,再闭合开关S ,电流表的示
2 1 2
数变化了 0.2A。此时电路的功率为 P ;已知 I :I=1:9,U :U=1:2,下列说法正确的是
2 1 2 1 2
( )
A. U=6V B. I=0.1A
1
C. R =10Ω D. P:P=7:9
2 1 2
【答案】B
【解析】应用“导线法”分析电路可知,本题为典型的动态电路引起电表变化问题,问题比较复杂
可采用“欧姆法”列式,再借用数学方法,组方程组求解。只闭合开关S和S 时,R 与变阻器R
3 1
串 联 , 此 时 变 阻 器 接 入 电 路 的 阻 值 为 ; 电 源 电 压 为
记为①式;只闭合开关S和S 时,R 、R 、R 串联,电压表V
2 1 2 3 1
测量R 两端电压,V 测量R 和R 的总电压,则有 因为U :U=1:2,
1 2 2 3 1 2
则有2R =R +R 记为②式; 记为③式;只闭合开关S、S 和S ,将滑片移动到最
1 2 3 1 3
左 端 时 , R 与 R 并 联 则 有 记 为 ④ 式 ; 因 为 I : I=1 : 9 , 则 有
1 2 1 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】;化简可得 记为⑤式;组合①⑤为方
程组可得,R =2R ;R =3R ,则有 ;保持滑片位置不变,再闭合开关S ,R 、R 、R 并
1 2 3 2 2 1 2 3
联,则通过 R 的电流为 0.2A,则有U=0.2A·R =0.2A×3/2R 记为⑥式;组合①⑥为方程组可得
3 3 1
U=3V ; R =10Ω ; A 错 误 ; 则 有 : R =1/2R =5Ω ; R =3/2R =15Ω ; C 错 误 ;
1 2 1 3 1
; B 正 确 ; ;
;D错误;故,选B。
3、(2022 临沂)如图所示电路,闭合开关S 、S ,小灯泡L 和L 均正常发光,两电表都有示
1 2 1 2
数。下列判断正确的是 ( )
A. 电流表A 只测量灯L 的电流
1 2
B. 电流表A 的示数比A 的大
2 1
C. 灯L 被短路时,L 正常发光
1 2
D. 仅断开S 只有一个表有示数
1
【答案】D
【解析】本题为电表测量对象,及变化类问题。应用“导线法”分析电路可知,闭合开关S 、S ,
1 2
小灯泡L 和L 并联,电流表A 测量干路电流,A错误;电流表A 测量L 的支路电流,故A 的示
1 2 1 2 1 2
数比A 的小,B错误;并联电路发生短路即为“全短路”,若灯L 被短路时,灯泡L 也被短路,
1 1 2
L 无法正常发光,C错误;仅断开支路开关S ,只有灯泡L 接入电路,只有电流表A 有示数,D
2 1 2 1
正确;故,选D。
4、(2022 福建)如图,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,将滑片P从右端向左端
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】移动过程中,下列说法正确的是( )
A.V 和V 示数不变,A示数变大
1 2
B.V 和A示数的乘积先变大后变小
2
C.V 和A示数之比不变
1
D.V 和A示数之比变小
2
【答案】D
【解析】本题为滑动变阻器滑动引起电路中电表动态变化的问题。应用“删除法”分析电路可得,
滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测电路的电流,V 测电源电压,V 测变阻器两端的电压。将
2 1
滑片P从右端向左端移动过程中,变阻器连入电路的电阻变小;应用串联电阻特点分析可知,电路
的电阻变小,应用“欧姆法”分析可得,电流表示数变大,R两端电压变大,则V 示数变大,V
1 2
示数不变,A错误;因V 的示数等于电源电压保持不变,故V 和A示数的乘积变大,B错误; 应
2 2
用“欧姆法”分析可知,V 和A示数之比,即变阻器连入电路的阻值也变小,C错误;应用“欧姆
1
法”分析可得,V 和A示数之比即电路的总电阻,结合选项A分析可知,电路总电阻变小,D正
2
确;故,选D。
5、(2021 宁夏)如图甲所示是一款雾霾浓度检测仪,其检测原理如图乙所示,R 是定值电阻,
0
传感器R 的电阻随雾霾浓度的增大而减小.当雾霾浓度增大时,下列说法正确的是( )
1
A. 电压表示数变大,电流表示数变小 B. 电压表示数变小,电流表示数变大
C. 电压表示数变大,电流表示数变大 D. 电压表示数变小,电流表示数变小
【答案】C
【解析】本题为可变电阻引起电路中电表动态变化的问题。应用“删除法”分析电路可得,可变电
阻传感器R 与定值电阻R 串联。由题意可得,当雾霾浓度增大时,传感器R 的电阻变小,依据串
1 0 1
联电阻特点分析可知,电路总电阻变小,电源电压不变,由I=可知,电路中电流变大,即电流表
的示数变大;定值电阻R 的阻值不变,由U=IR可知,电压表的示数变大。因而ABD错误;C正
0
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】确;故,选C。
6、 (2022 烟台)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表V 的示数为6 V,电压表V 的
1 2
示数为2 V。下列说法中正确的是 ( )
A. L 两端电压为2 V
1
B. 电源两端电压为4 V
C. 断开开关,只将电压表V 换成电流表,则L 与L 串联
2 1 2
D. 断开开关,将两个电压表都换成电流表,则L 与L 并联
1 2
【答案】D
【解析】应用“删除法”分析电路可得,S闭合,灯泡L 与L 串联,电压表V 测量电源电压,即
1 2 1
电源电压为U=6 V,B错误;电压表V 测量L 两端电压,即U=2 V,依据串联电路电压特点分析
0 2 2 2
可知,灯泡L 两端的电压为U=U -U =6 V-2 V=4 V,A错误;断开开关,只将电压表V 换成电流
1 1 0 2 2
表,电流表测电路中的电流,电路成为只有L 接入的基本电路,C错误;断开开关,将两个电压表
1
都换成电流表,V 处的电流表测量干路电流,V 处的电流表测量L 所在支路中的电流,灯泡L 、
2 1 2 1
L 并联,D正确;故,选D。
2
7、(2022 扬州)在如图所示的电路中,电源电压6V,R =12Ω。电压表量程为0~15V,电流表A
1
量程为0~3A、A 量程为0~0.6A,闭合开关S,电压表的示数为 V。当滑动变阻器的滑片P
1
向左移动时,电流表A的示数 ,电压表示数与电流表A 示数的比值 (选填“变
1
大”、“不变”或“变小”)。为确保电表安全,R 连入电路的阻值最小为 Ω。
2
【答案】 6 变大 不变 2.4
【解析】应用“删除法”分析电路可得,S闭合,定值电阻R 与变阻器R 并联,电压表测电源电
1 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】压,而电源电压恒定为6V,所以电压表示数为6V。由图可知,电流表A测干路上的总电流,而A
1
测通过电阻R 的电流,根据并联电路各支路独立工作互不影响的特点,移动滑片P对电流表A 的
1 1
示数没有影响,只对A的示数有影响,当滑片P向左移动时,滑动变阻器阻值变小,通过滑动变阻
器所在支路的电流变大,应用并联电流特点分析可得,此时干路上电流表A的示数也要增大,而电
流表A 的示数和电压表的示数均不变,所以电压表示数与电流表A 的示数的比值,即定值电阻的
1 1
阻值不变。电流表A的示数等于电流表A 的示数加上通过滑动变阻器的电流,而电流表A的示数
1
即为通过电阻R 的电流,应用“欧姆法”可求得,通过电阻R 的电流为 ;
1 1
保证电流表A 安全的情况下,允许通过它的最大电流为它所能测量的最大值,即3A ,所以通过滑
1
动变阻所在支路器的最大电流为 I =3A -0.5A=2.5A,因而滑动变阻器接入电路的最小阻值为
P
。
8、(2022 南充)如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲乙都为电流表时,只闭合开关
S ,R 与R 两个电阻是 联(选填“串”或“并”),此时甲乙两表的示数比是2∶3;如果把甲
1 1 2
乙全部换成电压表,再闭合S 和S,则甲、乙两表示数之比是 。
1 2
【答案】并 3∶1
【解析】本题为电表的动态变化类问题,电表位置不变,改变电表类型,分析相关电流电压变化情
况。此类题解决的关键仍然是分析电路,明确电路的连接方式。应用“删除法”分析电路,当甲、
乙都是电流表,只闭合S 时,R 与R 并联,电流表甲测量通过R 的电流,电流表乙测量干路中的
1 1 2 2
总电流;已知此时甲、乙两表的示数之比为I∶I =2∶3。应用并联电路电流特点分析可知,通过R 所
2 总 1
在支路的电流和通过R 所在支路的电流之比为I∶I =(I -I)∶I =(3-2)∶2=1∶2;依据“并联法”之“反
2 1 2 总 2 2
比”特点分析可得,两电阻的阻值之比为R ∶R =I ∶I =2∶1;应用“删除法”分析电路,当甲、乙都是
1 2 2 1
电压表,闭合S 和S 时,R 与R 串联,电压表甲测量的是电源电压,电压表乙测量R 两端的电压;
1 2 1 2 2
依据“串联法”之“正比”特点分析可得,两电阻两端的电压之比为U∶U =R ∶R =2∶1,因而电压表
1 2 1 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】甲、乙的示数之比为U ∶U =U ∶U =(U +U )∶U =(2+1)∶1=3∶1。
甲 乙 0 2 1 2 2
9、(2022 安徽)如下图,电源电压保持不变,a是从电压表的负接线柱引出的导线接头。a与b
处相接时,电压表示数为6.0V;使a与b处断开,然后与c处相接,闭合开关S后,电压表示数为
4.5V,这时灯泡L2两端的电压为 V。
【答案】1.5
【解析】本题为电压表的动态连接问题,先应用“删除法”分析电路可知,S闭合时,灯L 和L 串
1 2
联,当a接b时,电压表与电源并联。应用“接线法”分析可得,此时电压表测量的是电源电压,
示数为U=6V,即灯L 和L 两端的总电压;a接c时,电压表测量的是灯L 两端的电压,示数为为
0 1 2 1
U=4.5V;可利用串联电路中电压的特点,求得此时灯L 两端电压为U=U ﹣U=6V﹣4.5V=1.5V。
1 2 2 0 1
10、 (2021 贺州)如图甲所示的电路中,L 两端的电压为U =3.7 V,L 两端的电压如图乙所示,
1 1 2
则L 两端的电压U=________V,电源电压U=________V.
2 2
【答案】 2.3 6.0
【解析】应用“删除法”分析电路可知,S闭合时,L 与L 串联,电压表测L 两端的电压。分析图
1 2 2
乙信息可知,电压表选择的是0~3 V的量程,分度值为0.1 V,其示数为2.3 V,即L 两端的电压
2
为U =2.3 V;已知L 两端的电压为U =3.7 V,依据串联电压特点,可求得电源电压为U =U +
2 1 1 0 1
U=3.7 V+2.3 V=6.0 V.
2
【原创预测】
1. (学科网原创预测)如图电路,R标有“20Ω 2A”字样,当闭合S、S ,P在b端时,电流表示
1
数为0.6A,电压表示数为3V;当闭合S、S ,P向a滑动时,读得电流表示数为0.4A,电压表示数
2
为8V;当开关都闭合,P在变阻器某处时,电流表示数为1.5A,电压表示数为6V;则,下列判断
不正确的是( )
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. 为保证电路元件的安全,与均应使用大量程接入
B. 当闭合S、S,P在b端时,电路消耗的总功率为5.625W
2
C. 当S、S、S 均闭合,P在滑动过程中,电压表示数可能为15V
1 2
D. 当S、S、S 均闭合,P在滑动过程中,电流表示数可能为3A
1 2
【答案】C
【解析】本题为动态电路综合类题,综合了电表问题,解决的关键仍然是先判断电路的连接方式,
再依据对应特点分析求解。应用“删除法”分析电路可得,当闭合S、S,P在b端时,电路为R 与
1 1
变阻器R 的最大阻值串联,电压表测R 两端电压,已知“电流表示数为0.6A,电压表示数为
3 1
3V”,应用“欧姆法”可求得,定值电阻R 的阻值为 ;依据“串联法”之
1
“正比”特点,有 ,则变阻器两端电压为U=4U=4×3V=12V,因而电源电压为
3 1
U=U+U=3V+12V=15V;当闭合S、S,P向a滑动时,电路为R 与变阻器R 的一定阻值串联,电压
0 1 3 2 2 31
表测R 两端电压,已知“电流表示数为0.4A,电压表示数为8V”,应用“欧姆法”可求得,定值
2
电阻R 的阻值为 ;若此时P在b端时,即变阻器阻值最大为R=20Ω,依据
2 3
串联电阻特点可知,此时电路总电阻为R =R +R =20Ω+20Ω=40Ω;应用“欧姆法”结合电功率计
总 2 3
算公式可得,此时电路消耗的总功率为 ,B正确,不符合题意;依
据两种情况下电流表与电压表的示数特点可得,A正确,不符合题意;当开关都闭合,P在变阻器
某处时,电路为R 与R 并联后与一定阻值的R 串联,先应用“并联法”求得R 与R 并联后总电阻
1 2 3 1 2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】为 ,若电压表示数为最大I =3A,则并联部分两端最大电压为U =I R
大 并大 大 并
=3A×4Ω=12V;若超过此示数,则电流表示数将超过量程而损坏,C错误,符合题意;D正确不符
合题意;故,选C。
2.(学科网原创预测)“安培小组”的同学们在研究灯泡发光情况时组装了如下电路,L 标有“6V
1
3W”,L 看不清标识,只模糊看见“6 ”字样。若S闭合后,V的示数为6V,A 的示数为1.5A。
2 2
请你帮他们推断出A 的示数为 ;L 的完整标识应该为“ ”。
1 2
【答案】1A “6V 6W”
【解析】应用“删除法”分析电路可知,L 与L 并联,A 测L 支路电流,A 测干路电流;已知S
1 2 1 2 2
闭合后,V的示数为6V,表明电源电压U=6V;依据铭牌信息可知,灯L 与L 均能正常发光;应用
0 1 2
“欧姆法”结合电功率计算公式可得,灯L 的电阻为 ;通过灯L 的电流
1 1
为 ,已知A 的示数为1.5A,依据并联电流特点可知,通过灯L 的电流为
2 2
,因而A 的示数为1A;则,灯L 的实际功率,即其铭牌功率为
1 2
,因而灯L 的完整标识应该为“6V 6W”。
2
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】