电压表和电流表在电路中的作用分析

王韵洁

初中电学学习过程中，电压表、电流表在电路中的作用及电路出现故障后电表的变化是学习的难点，结合自己的学习体会对电压表和电流表的应用进行了分析，对此难点进行总结归纳。

电流表电压表故障短路断路电压表和电流表的作用当然是测定电流和电压，但是在电路中出现电压表和电流表后，电路会出现一些变化，这时，学习障碍就显现出来了，我结合自己的学习体会对电压表和电流表的应用进行了分析总结，和大家一起分享。

一、有表电路的识别

电压表和电流表接入电路中后，由于电流表的内阻比较小、电压表的内阻比较大，可以把电压表所在位置看成是开路，而电流表所在位置看成是一根导线，然后依据电路的知识，判断电路的连接方式。在判断完连接方式后，再依据电流表和电压表所在位置确定它们的测量对象。

如图1中灯泡的连接方式是〓〓〓〓〓，电压表V1、V2分别测量〓〓〓〓〓、〓〓〓〓〓的电压。

【分析解答】把电压表V1、V2看成是开路，甚至可以“抹掉” V1、V2，发现三个灯泡是串联的，再分析电流由ABCDEFG能够分析出V1 测 AD之间的电压（即L1和L2电压之和）、V2 测CF之间的电压（即L2和L3电压之和）。

同理，图2中把电流表看成一根导线，判断三个燈是并联的，再分析电流流过的路径知道，A1 测总电流，A2测L2和L3电流之和、A3 测L1的电流，A4 测L1和L2电流之和。

【知识说明】

由于初中阶段知识的局限，可以认为电压表内阻与用电器或导线相比相对比较大，电流表内阻比较小，这样电压表所在位置是开路的，电流表所在位置用一根导线代替。

【举一反三】

1.如图3所示，开关S闭合，灯L1、L2是〓〓〓〓〓联在电路中的，电压表V1测〓〓〓〓〓两端的电压，电压表V2测〓〓〓〓〓两端的电压。

2.如图4所示，开关S闭合，灯L1、L2、L3是〓〓〓〓〓联在电路中的，电流表A1测〓〓〓〓〓的电流，电流表A2测〓〓〓〓〓，电流表A3测〓〓〓〓〓。

二、电流表在电路故障中的应用

如图所示，导线连接良好、开关和电流表均完好，闭合开关S，发现电流表指针不动，其故障原因是〓〓〓〓〓；紧接着断开开关S，把BD两点直接用导线连接，闭合开关S后，发现电流表指针迅速偏转超过最大量程，立即切断电源，其故障原因又是〓〓〓〓〓。

【分析与解答】由于电流表接在AC之间，电流表内阻很小，因此灯泡L2、L3被短路，电路为电源、开关、灯L1和电流表构成串联电路，闭合开关S后电流表指针不动，说明串联电路中出现了断路现象，无电流流过电流表，根据题意，判断故障是灯泡L1断路。随后用导线连接BD两点，电路变为并联，电流表测量灯泡L1和L2的总电流，因为前面已经判断L1断路，所以电流表测量的是L2的电流，闭合开关，又发现电流表指针迅速偏转超过最大量程，说明测量电路中出现了短路，可确定L2出现短路。

【知识说明】

⑴电流表示数为零，说明电路中有断路或者电流表本身接线柱被短接。

⑵电流表示数迅速偏转超过最大量程说明电路有短路现象或电流表直接接在电源两端。

三、电压表在电路故障中的应用

电路故障一般是断路或者短路，检查故障的方法有多种，利用电压表或根据电路中连接的电压表判断故障是最基本的方法之一。判断的步骤是：首先确定电路是串联、并联还是混联，以此根据串联或并联的特点初步判断故障是断路还是短路。然后把电压表看成是通过了微小电流的仪表，也就是说如果电压表有示数，表明一定有微小的电流从电源正极通过了电压表并流回了电源负极，如果电压表没有示数，表明从电源正极到电压表正接线柱之间是断路或电压表负接线柱到电源负极之间是断路，这样就能判断是什么位置出现了故障。

1.如下图所示，电源电压6V不变，闭合开关S，灯泡都不亮，电流表A示数为0，电压表示数为6V，判断故障。

【分析解答】：首先判断电路是串联。然后根据电流表A示数为0，判断是电路出现了断路，而V有示数，表明：从电源正极电流表Aab电压表正接线柱C电源负极之间是通路，说明bL2C之间是断路。

【知识说明】

⑴电压表示数为0，有两种情况：①除电压表本身测量电路外，没有电流从电源流经电压表至电源负极，判断有断路现象，根据电流路径可以判断故障所在。②电压表测量的两端之间是短路，导致电阻为0，由欧姆定律可知电压表示数会为0。

⑵电压表示数等于电源电压，也有两种情况：①电压表测量的某段电路两端之间出现断路，导致电压表通过用电器与电源串联，根据欧姆定律可以粗略计算出电压表几乎承担电源全部电压②电压表测量的某段电路两端之间正常，其余电路短路，即其余电路中用电器不分压。

【举一反三】

2.如图5，电源电压6V不变，闭合开关S，灯泡都不亮，电流表A示数为0，电压表示数为0，判断故障（假设只有用电器存在故障）。

3.如图6，电源电压6V不变，闭合开关S，只有一个灯泡不亮，电压表示数为6V，判断故障（假设只有灯泡存在故障）。

【答案】1.串联、L2、L1；2.并联、总、L1和L2电流之和、L2和L3电流之和；3.R断路；4.L2短路