运用“分压”原理，巧解电学难题
作者：赵文娟
来源：《中学生数理化·学习研究》2017年第08期
在“欧姆定律”的学习中，一些往往在“探究电流与电阻关系”中滑动变阻器的移动问题和实验过程中出现电压表的示数不能调节到保持不变等问题上难以理解，究其原因，是没有总结解这类题型的方法，若能够巧用串联电路分压原理，就能方便快捷地解决上述问题。 一、串联电路分压原理的内容和推导
（1）内容：如图1所示，电阻R1、和R2串联在电路中，已知R1两端的电压为U1，R2两端的电压为U2，则U1U2=R1R2。
（2）推导：将欧姆定律变形得U1=I1R1，U2=I2R2。又因为R1和R2串联，所以I1=I2，故U1U2=I1R1I2R2=R1R2，即串联电路中R1是R2的几倍，R1两端的电压U1就是R2两端的电压U2的几倍；换句话描述为“在串联电路中，电阻越大分到的电压越多”。对此，可以把串联电路的分压原理分为两种表现形式：一种称为文字表达法，即“在串联电路中，电阻越大分到的电压越多”；另一种称为公式法，即U1U2=R1R2。在做不同类型的题目时，选择恰当的方法会取得事半功倍的效果。 二、實例分析
例1小明同学为了探究“电流跟电阻的关系”在如图2所示的电路中将R1由10 Ω的更换为20 Ω，闭合开关后下一步的操作应当是（）。 A.记录电流表和电压表的示数 B.将滑动变阻器滑片向右移动 C.将滑动变阻器滑片向左移动 D.适当增加电池的节数
方法一（文字表达法）：将R1由10 Ω的更换为20 Ω，当滑动变阻器滑片不动时，由分压原理知道，R1两端的电压要增大，为了使R1两端的电压不变，必须移动滑片，通过增大R2两端的电压来减少R1两端的电压，根据“在串联电路中，电阻越大分到的电压越多”，所以滑片要往右移。
方法二（公式法）：在这个串联电路中，分别有三种不同的电压，R1两端的电压U1，R2两端的电压U2，电源电压U总，一般认为电源电压是不变的，当R1两端的电压U1控制不变时，意味着R2两端的电压U2也不变，所以当R1由10 Ω的更换为20 Ω时，由分压原理可知，R2的滑片需要往增大电阻的方向移动，即往右移。
例2在“探究电流跟电阻关系”的实验中（如图2所示）已知电源电压恒为3 V不变，滑动变阻器上标有“15 Ω1 A”字样。小明移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为1.5 V，读出电流表的示数并记下电流值；断开开关再将5 Ω的电阻改接成10 Ω的电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5 V，于是他下一步的操作是：将滑动变阻器的滑片向（左/右）移动，使电压表示数为1.5 V并记下电流值。
解析：小明断开开关再将5 Ω的电阻改接成10 Ω的电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5 V，在“探究电流跟电阻关系”的实验中，必须控制不同定值电阻两端电压不变，现在电压大于1.5 V，则需要移动滑动变阻器，通过增大滑动变阻器的电压来使电压表的示数变小，根据分压原理可知，只需增大滑动变阻器的电阻来使电压表的示数变小。
通过以上两例可以发现，分压原理的文字表达法对做选择题或选择性的填空题比较方便；而公式法，即对难一点的实验题和计算题有很大的帮助，一般在U1 、U2、R1、R2四个量中，知道三个量就能求出最后一个量，如果能熟练运用，对这类型的难题都能起到事半功倍的效果。
作者单位：江苏省常州市武进区洛阳初级中学
运用“分压”原理,巧解电学难题
