含有电表的电路分析

含有电表的电路分析
电路中含有电流表和电压表以后，电路变得较复杂。

解决这类问题的关键是正确认识电表的双重作用。

一是指示作用，即电表能指示出电路中的电流或电路两端的电压；二是连接作用，电流表必须串联在电路中，且电流表自身的电阻很小，相当于一根导线。

在分析电路时可以把电流表去掉，并用导线替代电流表；电压表必须和被测用电器并联，且电压表电阻很大，相当于断开的开关。

特别强调的是：在分析电路时可以把电流表、电压表直接拆除，如影响用电器工作的是电流表，不影响的是电压表。

但千万注意不能把去掉电压表的地方用线连起来，以免引起用电器短路，电流过大而烧坏电源。

判断电流表、电压表的类型
例1 ：（如图1）所示，电路连接没有错误，两灯都能发光，每只电表均有正常的示数，则下列判断正确的是（）
A．甲是电压表，乙是电流表
B．甲乙都是电流表
C．甲是电流表，乙是电压表
D．甲乙都是电压表
【分析】：不妨采用排除的方法进行判断。

假设A正确，则甲相当于
和乙会被它们下面的导线短路，导断开的开关，乙相当于一根导线。

此时灯泡L
2
致L
2
不亮，乙没有示数。

假设不成立。

假设B正确，甲乙都相当于一根导线，会
引起电源短路。

假设D正确，会出现与A相似的情况。

正确答案是C，此时L
1
、
L
2并联，甲测量流过L
2
的电流，乙测量电源电压。

答案：C。

【反思】：排除法也是一种重要的思维方法，在判别电表类型时很常
用。

利用电压表检测电路故障
例2：（如图2）所示的电路中，当开关S闭合后，电灯L不亮，
电流表无示数。

经检验，连接导线无断裂现象。

用电压表检测时，发现a、b及b、c间的电压均为零，而a、d及c、d间均有电压。

请找出电路发生的故障。

【分析】：开关闭合后，电灯不亮，电流表无读数，说明电路中发生
的是断路故障。

连接导线无故障，而电压表测试a、d间有电压，则说明从a点
经电源到d点这一段电路无故障。

正常情况下，开关闭合时c、d间电压应为零。

但题目中c、d间有电压，说明从c点经开关到d点间这一段电路存在断路故障，原因一定是开关触片或开关接线柱接触不良。

答案：开关触片或开关接线柱接触不良。

【反思】：上述故障能造成电灯不亮，电流表无读数，许多同学能够理解。

但对c、d间有电压难以理解。

我们想象在c、d间接上电压表，断开开关S，由于电流表、电灯的灯丝都是导体，所以电压表的负接线柱从c经电灯、电流表
到电源负极是连通的。

另一方面电压表的正接线柱从d点到电源正极也是连通的。

所以c、d间有电压。

而电压表所测得的c、d 间的电压实际上就是电源的电压。

3、判断电路连接情况
例3：（如图3）小明观察到某一部件外壳上三个电压表的示数分别为U
1、U
2
、
U
3；三个电流表的示数分别为I
1
、I
2
、I
3。

打开外壳，看到它的内部电路结构如图
3所示，小东很快猜出了U
1、U
2
、U
3
和I
1
、I
2
、I
3
之间的关系。

U
1
、U
2
、U
3
和I
1
、I
2
、
I
3
之间的关系是怎样的呢？
【分析】：如果能知道电阻R
1、R
2
的连接情况，就可以根据串联或并
联电路的电流和电压的规律判断出U
1、U
2
、U
3
和I
1
、I
2
、I
3
之间的关系。

图3电路
初看比较复杂，用前面所述的方法，把电压表直接拆除后，因为电压表是并联接
在电路两端的，电路变为图4。

容易看出R
1、R
2
是串联，因为串联电路中电流处
处相等，所以I
1=I
2
=I
3。

图3中，用导线替代电流表后，容易看出电压表V
1
测的
是R
2两端的电压；电压表V
2
测的是R
1
两端的电压；电压表V
3
测的是R
1
R
2
两端的电
压，即电路中的总电压。

因为串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和，
所以U
1+U
2
=U
3。

答案：U
1+U
2
=U
3
I
1
=I
2
=I
3
【反思】：“拆除电表法”是简化电路，弄清电路连接情况的基本方法，拆除电压表后，电路变得简单明了，容易判断分析电路元件的串、并联，是一种重要的方法，应注意掌握。