初三物理《电路动态分析和电路故障分析专题》

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1、电路动态分析和电路故障分析专项电路动态分析题和电路故障分析题是初中学生物理学习过程中的一种难点，其因素是这两类题目对学生有较高的能力规定。进行电路故障分析，要以电路动态分析能力作为基本，而电路故障分析又是电路动态分析的载体,因此我们将这两类分析题整合成一种专项进行复习有助于提高复习的效率。在编排顺序中,我们以电路动态分析作为主线，而将电路故障作为电路动态变化的一种因素。一、滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化.串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化例1如图1,是典型的伏安法测电阻的实验电路图,当滑片P向右移动时,请你判断A表和V表的变化。分析:本题中，为了分析体

2、现的简洁,我们商定一套符号：“”表达引起电路变化;“”表达物理量增大或电表达数增大；“”表达物理量减小或电表达数减小。右移R2R总IA表。R1不变IR1U1V表。（判断表的变化还可以根据串联电路的分压原理来分析：2U21V表。）扩展:根据串联电路的特点,滑动变阻器R2两端的电压 U2 将 。推论：如果滑动变阻器2 足够大,当滑片P向右始终滑动时，电阻将不断增大,那么U 将不断增大，U1 将不断减小,I将不断减小。假设 2 无限大,这时U2将增大到电源电压，U1将变为0,也将变为，这时的电路就相称于断路。这就是用电压表来判断电路断路和短路的道理。变式训练题参照上图，在伏安法测电阻的实验中,若由于

3、多种因素,电压表改接在滑动变阻器的两端,当滑片P向左移动时，请判断A表和V表的变化。 图1 图2 图3例2如图2,当滑片P向左移动时,A表和表将如何变化。分析：一方面要拟定电路的类型，此电路属于串联电路呢还是并联电路。我们可以将电流表简化成导线，将电压表简化成断开的电键或干脆拿掉。此时可以容易地看出，这是一种串联电路。并且发现滑动变阻器的滑片已经悬空,滑动变阻器接成了定值电阻，因此A表达数不变。电压表在本电路中,是测量R1和R2部分电阻之和的电压,当滑片向左移动时,被跨接在电压表内的电阻随着变小,根据分压原理:V表达数减小。变式训练题如图3,当滑片向左移动时，A表和V表将如何变化。例3在如图4

4、所示电路中，当闭合电键后,滑动变阻器的滑动片向右移动时 （ )（A)安培表达数变大,灯变暗。 (B)安培表达数变小，灯变亮。（)伏特表达数不变，灯变亮。 (D)伏特表达数不变,灯变暗。分析:将电流表等效为一根导线，可以看到电压表直接测量电源电压,因此当滑动变阻器的滑动片向右移动时，电压表的示数将不会变化;而电阻R的阻值变大，小灯的电阻大小不变（注意:在初中阶段，小灯的电阻由于温度的变化引起的变化往往忽视不计），因此总电阻变大,电流变小,因此电流表达数变小。从串联电路的分压角度分析,小灯两端的电压也将变小,小灯的功率P=LI也将变小，因此小灯的发光将变暗。本题对的答案为D。变式训练题在如图5所示

5、电路中,当闭合电键后,滑动变阻器的滑动片向右移动时( ）（)伏特表达数变大，灯变暗。 (B)伏特表达数变小,灯变亮。(C)安培表达数变小，灯变亮。 ()安培表达数不变,灯变暗。 图4 图5 图 图7并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化例4如图,当滑片向右移动时,A1表、A表和V表将如何变化?分析:并联电路各支路两端电压相等,等于电源电压，故电压表V示数不变。由于并联电路各支路独立工作，互不干扰，滑动变阻器滑片P向右移动时,对1这条支路没有影响，因此电流表A1示数不变。滑片P右移,R2变大，两端电压不变，故电流变小，干路中电流也随之变小，因此A示数也会变小。变式训练题如图7,当滑片

6、P向右移动时,A1表、A表和V表将如何变化？二、电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化1串联电路中电键的断开或闭合引起的变化例5在如图8所示的电路中，将电键K闭合,则安培表的示数将_,伏特表的示数将_(均填“变大”、“变小”或“不变”)。分析：在电键尚未闭合前，两个电阻构成串联电路。电压表测量R1两端的电压,电键K闭合后，电阻R2被局部短路，电压表变成测量电源两端的电压了,因此电压表的示数将变大。在电键尚未闭合前,电流表测量的是串联电路的电流值，由于此时电阻较大,故电流较小;电键K闭合后,电阻R2被局部短路，电路中的电阻只有R1了,因此电流表的示数将变大。变式训练题在如图9所示的电路中,当

7、电键断开时,电阻R1与R2是_联连接的。电键闭合时,电压表的示数将_(选填“变小”、“不变”或“变大”)。 图8 图9 图02.并联电路中电键的断开或闭合引起的变化例6 在图10中,灯泡L1和灯泡2是_联连接的。当电键K断开时,电压表的示数将_;电流表的示数将_(选填“增大”、“不变”或“减小”)。分析：本题的难度一方面在电路的辨认,我们可以将电流表看作导线,将电压表拿去,就容易看出这个电路是“并”联电路。电流表是串联在小灯L的支路中的,因此电键闭合时,电流表的示数从变到有读数,应当选填“增大”。电压表是测量电源电压，并且不受电键控制,因此示数“不变”。变式训练题 在图11中，灯泡L1和灯泡L

8、2是_联连接的。当电键断开时，电压表的示数将_;电流表的示数将_(选填“增大”、“不变”或“减小”)。 图 图12 图13三、电路的故障引起电路中电学物理量的变化及故障因素分析例7在图12中,当电键K闭合后,两只小灯泡发光,电压表达数为4伏。过了分钟,电压表达数为,经检查除小灯泡外其他器材的连接良好，请分析导致这种状况的因素也许有:_。分析：电压表达数为0，其因素有三:1.电压表没有接好或电压表损坏；2小灯L2短路;3.小灯L1断路。起先,电压表有示数，阐明不存在因素1的状况。那么尚有两种状况都是也许的。答案为：小灯2短路；小灯L1断路。变式训练题在如图所示的电路中,电源电压等于6伏，合上电键

9、后电压表达数为伏。经分析得出,电路中也许发生的状况是：_。例8 在如图1所示的电路中,电源电压不变。闭合电键K后，灯L1、L2都发光。一段时间后,其中一灯忽然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的因素也许是( )(A)灯L1短路。 ()灯L2短路。 （C)灯L1断路。 ()灯L2断路。分析：可以采用排除法。小灯L2短路,会导致电压表达数变小、电流表达数变大;小灯L2断路，会导致电流表达数变；小灯1短路，会导致两灯都不亮;一灯熄灭而电表达数都不变，只有小灯L1发生断路时才有此也许。本题对的答案为。变式训练题在图15所示的电路中,电源电压不变。闭合电键K,电路正常工作。一段时间后,发

10、现其中一种电压表达数变大，则 ( ) (A)灯L也许变亮。（B)灯亮度也许不变。(C）电阻也许断路。(D）电阻也许短路。 图14 图 图16例9 在图1所示的电路中，电源电压不变。闭合电键K后，灯L1、2都发光,段时间后，其中的一盏灯忽然变亮，而电压表Vl的示数变小,电压表V2的示数变大，则产生这一现象的因素是 （ )(A)灯L断路。 (B)灯Ll短路。()灯断路。 (D)灯L2短路。分析：属于电路故障分析题。“段时间后，其中的一盏灯忽然变亮”排除了电路浮现断路的状况，那么,故障现象只有发生短路了。电压表2的示数变大，是小灯变亮的因素,一定是小灯L忽然变亮;电压表l的示数变故事明小灯1发生了短

11、路。本题对的答案为B。专项练习1. 图17中，、C、D是滑动变阻器的四个接线柱。若将A、C分别与图中电路的导线头、N相连接,闭合电键后,当滑动片P向右移动时，安培表的示数将_(填“变大”、“不变”或“变小”）;若将D与相连接，接线柱_与M相连接，则闭合电键后,滑动片P向左移动时,伏特表的示数增大。 图17 图1 图12. 在如图8所示的电路图中，当电键K闭合时 ( )(A) 整个电路发生短路。()电流表达数变小。（C）电流表达数不变化。()电流表达数变大。3. 在图19所示的电路中,当电键K闭合时,灯1、L2均不亮。某同窗用一根导线去查找电路的故障。她将导线先并接在灯1两端时发现灯L2亮，灯L

12、1不亮，然后并接在灯2两端时发现两灯均不亮。由此可以判断 ( ) (A)灯L1断路。 (B)灯L1短路。 (C)灯L2断路。 (D)灯L2短路。4. 如图2所示,电阻1的阻值为20欧,2为40欧,当电键断开时，电流表A的示数为.1安，则电源电压为_伏。若电键K闭合时，电流表的示数为_安。 图20 图1 图25. 在图21所示的电路中,电源电压为6伏。当电键闭合时，只有一只灯泡发光,且电压表V的示数为伏。产生这一现象的因素也许是 ( )(A）灯短路。 (B)灯2短路。 （C)灯L断路。 (D)灯L2断路。6. 如图22所示,当滑片P向右移动时( )（A）电流表A示数不变，电压表V示数不变。 (B)电流表A示数不变，电压表示数变大。()电流表A示数变小,电压表V示数变大。()电流表示数变小，电压表V示数不变。7. 如图所示,闭合电键，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数将_(选填“变小”、“不变”或“变大”)。 图23 图248. 在电路中,发生了如图24所示的现象,已知电路中只有一处故障，且除两个灯泡外其他部分均完好，既有导线、电压表、电流表，在不拆开电路的状况下,请挑选合适的器材判断电路的故障,写出两种判断措施，涉及所用器材、观测到的现象和结论:_。