电流表串联在你想测电流的元件所在的线上。电压表并联在你想测电势差的元件两端。电表位置的其余一切,都由这两条规则以及两种电表电阻差别极大这一事实推导出来。
本课用到串联与并联支路中的电流的电路规则,属于电势差、电阻与电路模块。
为什么两种电表的表现不同?
电流表必须让电流通过,所以理想电流表的电阻非常小。电压表比较两点的电势,不应该分走电流,所以理想电压表的电阻非常大。
| 电表 | 测量 | 接法 | 理想电阻 |
|---|---|---|---|
| 电流表 | 电流 (A) | 串联 | 非常小 |
| 电压表 | 电势差 (V) | 并联 | 非常大 |
做题步骤是什么?
- 点明要测的量和元件:“灯泡中的电流”或“电阻两端的电势差”。
- 选择电表,并决定串联还是并联。
- 用文字描述接法:“与灯泡串联”或“接在灯泡两端,每侧一个接线柱”。
- 检查极性:电表的正接线柱朝向电路中更靠近电池正极的一侧。
- 如果要求电阻,把读数代入 R = V ÷ I。
例题
一个电路里,电池、开关、电阻和灯泡全部串联。(例题数据为自编。)
一位学生想求灯泡的电阻。电压表读数为 2.5 V,电流表读数为 0.30 A。
**第 1 步,电流表:**串联在灯泡所在的单一回路中任意位置,让灯泡的电流流过它。
**第 2 步,电压表:**只接在灯泡两端,灯泡每侧一个接线柱,不能接在电阻两端。
**第 3 步,计算:**R = V ÷ I = 2.5 ÷ 0.30 = 8.3 Ω(2 位有效数字)。
**第 4 步,检查:**0.30 × 8.3 = 2.49,四舍五入为 2.5 V,与读数相符。
此刻灯泡的电阻是 8.3 Ω。
要留意的错误
常见的失误是把两种电表接反,或把电压表串联。
错误答案:“把电压表接在灯泡所在的线上,让电流通过它。”
学生把电流表的规则用到了电压表上。串联的电压表电阻极大,电流几乎停止,灯泡不亮,电压表读数接近电源电势差。
纠正方法是问:“这个表需要电流通过它吗?”电流表需要,所以串联;电压表不需要,所以接在元件两端。电流表并联在元件两端则造成相反的破坏:它给电流提供一条几乎没有电阻的通路,形成短路。
自我检测
先自己试试,再打开答案。
1. 在有两条并联支路的电路中,要只测一条支路的电流,电流表应接在哪里?
显示答案
与该支路串联,接在该支路的导线上。接在干路上的电流表会读出两条支路的总电流。
2. 要读出电源的电势差,电压表应接在哪里?
显示答案
接在电池的两个接线柱之间,与电池并联,而不是接在主回路中。
3. 电流表读数为 0.20 A,接在同一电阻两端的电压表读数为 1.5 V。求电阻。
显示答案
R = V ÷ I = 1.5 ÷ 0.20 = 7.5 Ω。检查:0.20 × 7.5 = 1.5 V。
接下来学什么
练习题把五项技能整合在一起。如果想看看电表接错的后果,电路推理模拟器可以让你在写解释之前先测试一种接法。
电表会接,却说不出为什么,在线上一对一物理补习里很容易解决:老师听你讲一遍,再追问你哪里还不确定。