2022年初中物理电路动态分析和电路故障分析专题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - . 电路动态分析和电路故障分析电路动态分析学问精要一、什么是动态电路问题？动态电路是指当电路中的电阻、电键等发生变化时,会引起电路中的电流、电压等电学物理量发生变化的现象；在中学物理中,一般会有以下两种缘由：1 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；2 电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化；二、动态电路问题的解题思路什么？1、对滑动变阻器的滑片 P 的位置的变化引起电路中电学物理量的变化问题,方法：明确电路（电压表直接去掉,电流表看做导线,简化电路,明确电阻或用电器的串并联关系）；判定准各电流表、电压表的测量对象（

2、每个电表分别测的是谁的电压和电流）；滑动变阻器的滑片 P 向某个方向滑动后,使电路的 总电阻 发生了怎样的变化；再依据欧姆定律判定电流、电压的变化；（留意串、并联电路电流、电压关系的运用）；2、对电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化问题,方法：明确电键断开和闭合是分别是什么电路；画出等效电路（电压表直接去掉,简化电路）；明确电键断开和闭合时各电流表、电压表的测量对象；再依据欧姆定律判定电流、电压的变化；（留意串、并联电路电流、电压关系的运用）；三、动态电路问题的题型有哪些？第一种类型：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；1、串联电路中滑动变阻器的滑片 2、并联电

3、路中滑动变阻器的滑片P 的位置的变化引起的变化问题；P 的位置的变化引起的变化问题；其次种类型：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问题；2、并联电路中开关的断开或闭合引起的变化问题；第三种类型：电学物理量的差值、比值、乘积、变化量等问题；1、串联电路中电学物理量的差值、比值、乘积、变化量等问题；2、并联电路中电学物理量的差值、比值、乘积、变化量等问题；题目精解一、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1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试验电路图,当滑片 P 向左移

4、动时,请你判定 A 表和 V 表的变化；. 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - . 分析： 此题中,为了分析表达的简洁,我们商定一套符号：“ ” 表示引起电路变化；“ ” 表示物理量增大或电表示数增大；“ ” 表示物理量减小或电表示数减小；P 左移 R2 R I A 表 ；R1 不变 IR 1 U1 V 表 ；判定 V 表的变化仍可以依据串联电路的分压原理来分析：R2 U2 U1 V 表 ；变式训练题 参考上图,在伏安法测电阻的试验中,如由于各种缘由,电压表改接在滑动变阻器的两端,当滑片P 向左移动时,请判定A 表和

5、V 表的变化；图 3 图 1 图 2 例 2如图 2,当滑片 P 向左移动时, A 表和 V 表将如何变化；分析： 第一要确定电路的类型,此电路属于串联电路呢仍是并联电路；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；此时可以简洁地看出,这是一个串联电路；而且发觉滑动变阻器的滑片已经悬空,滑动变阻器接成了定值电阻,所以 A 表示数不变；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 P 向左移动时,被跨接在电压表内的电阻随着变小,依据分压原理：V 表示数减小；变式训练题 如图 3,当滑片 P 向左移动时, A 表和 V 表将如何变化；例 3在如图 4 所

6、示电路中,当闭合电键后,滑动变阻器的滑动片P 向右移动时（）A 安培表示数变大,灯变暗；C伏特表示数不变,灯变亮；B安培表示数变小,灯变亮；D伏特表示数不变,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 P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 RL 大小不变（留意：在中学阶段,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,所以电流表示数变小；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=U LI 也将变小,所以小灯的发光将变暗；此题正确答案为 D；变式训练题 在

7、如图 5 所示电路中,当闭合电键后,滑动变阻器的滑动片 P 向右移动时（）. A 伏特表示数变大,灯变暗；B伏特表示数变小,灯变亮；C安培表示数变小,灯变亮；D安培表示数不变,灯变暗；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - . 图 4 图 5 图 6 图 7 2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 6,当滑片 P 向右移动时, A1 表、 A 2 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

8、 向右移动时,对 R1 这条支路没有影响,所以电流表 A 1 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,所以 A 2 示数也会变小；变式训练题 如图 7,当滑片 P 向右移动时, A 1 表、 A2 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,就安培表的示数将_,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,两个电阻组成串联电路；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

9、,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,当电键 K 断开时,电阻 R1 与 R2 是 _联连接的；电键 K闭合时,电压表的示数将 _选填 “变小 ” 、“ 不变 ”或“ 变大 ” ；图 8 图 9 图 10 2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 L2 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 _

10、选填 “ 增大 ”、 “不变 ” 或“ 减小 ” ；分析：此题的难度第一在电路的识别,我们可以将电流表看作导线,将电压表拿去,就简洁看出这个. 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - . 电路是“ 并” 联电路；电流表是串联在小灯 L 1 的支路中的,所以电键闭合时,电流表的示数从 0 变到有读数,应当选填“ 增大”；电压表是测量电源电压,而且不受电键掌握,所以示数“ 不变”；图 11 图 12 图 13 变式训练题 在图 11 中,灯泡L 1 和灯泡 L 2是 _联连接的；当电键K 断开时,电压表的示数将_；电流表 A

11、1 的示数将 _,电流表 A 2 的示数将 _ 选填 “ 增大 ” 、“不变 ” 或“ 减小 ” ；电路故障分析学问精要一、 1、简洁的电路故障一般来说,造成电路故障的缘由主要有元件的短路、断路两种；名称 通路 断路短路定义 到处相通的电路,它是电路正常工作的状态；电路某处断开,电流无法通过的电路叫断路（或叫开路）；电路中某个用电器（或某段电路或电源两端）被导线直接并联,电流不经过 用电器直接经过导线的现象；2、故障产生的缘由电路显现故障在物理试验中是常常发生的；由于元件损坏、接触不良、试验操作不当、电路元件接错而造成短路或断路；上海中考中,电路故障命题要求是故障只能发生在两个用电器的其中一个

12、上（定值电阻、小灯泡或滑动变阻器）,故障缘由只能为其中一个用电器发生短路或断路；按电路我们又可以分为串联电路和并联电路的故障分析；故障的一些简洁的缘由与现象如下表所示：. 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - . 二、电路故障的基本判定方法短路 缘由：接线柱直接用导线连接现象：灯泡不亮电灯泡断路缘由接线柱接触不良灯丝烧坏（断）现象：灯泡不亮路滑动变短路缘由接线柱错接 “同上 ”故断路闭合电键前没有调剂滑片p 位于 “阻值最大处 ”现象：起不到爱护作用,电路电流很大缘由：接线柱接触不良或烧坏障阻器接法错误, 连入电阻现象：

13、整个电路被断开缘由：接 “同下 ”最大并不转变现象：阻值不变,较大我们一般先由灯的亮灭、电表示数的有无或突然示数变大变小来初步判定电路是短路仍是断路,然后利用电压表、电流表或导线来详细查找是哪段电路显现故障；（1）导线法如下列图 S 闭合, L 1、L 2 不亮,用导线把 a,b 两点连接起来,灯不亮说明开 关完好,如用导线和 bc 或 cd 连接起来灯亮,说明：导线与哪一部分并联,另 一只灯亮,就与导线并联的那一部分断路；（2）电流表法如上图 S 闭合, L1、L 2 不亮,把电流表连入 ab、bc、或 cd 之间灯亮,就可 判定：电流表与哪一部分并联 ,电流表有读数,另一只灯亮 ,就与电流

14、表并联部分断路；（3）电压表法如上图 S 闭合, L1、L 2 不亮,把电压表与 ad 连接如有读数,电源完好；当与 ab 连接时电压表有读数,灯不亮,就开关处有断路 或接触不良 ；如无读数,就 s 完好；当与 bc 或 cd 连接时,如电压表有读数,就电压表并联的部分断路,如无读数,就电压表并联部分完好；三、电路故障的电路分类（一）串联电路的故障分析（1）断路：串联电路发生断路时,其特点是整个电路均无电流通过（或每个用电器都没电流通过）；用电表判定：串联电路中有一处断路,（总电流为零） ,可先用电压表测量电源电压,如测得电压不为零,说明电源供电正常；然后再用电压表分别测量各用电器两端的电压,

15、凡是测得电压为 测得某用电器两端电压 =电源电压,就这个用电器肯定断路了；0 处,说明此处没有发生断路,如名师归纳总结 电流表无示数 . 断路电压表示数为电源电压与电压表并联的电器断路第 5 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - . 电压表无示数 电压表并联以外电路断路（2）短路：串联电路发生电源短路时,其特点是在短路的导线中（或路径）电流很大,是电路危急的；如发生局部短路时,特点是该用电器两端电压为用电表判定：0,且该用电器中无电流通过；串联电路中有某处发生局部短路（总电阻变小,总电流变大）可用电压表分别测量各用电器两端的电压,凡电压表有示

16、数的（接近电源电压）用电器都没有发生短路,而电压表示数为零的地方就是发生局部短路 的地方；电流表有示数（变大）短路电压表无示数与电压表并联的电器短路电压表示数为电源电压电压表并联以外电路短路（二）并联电路的故障分析（1）断路：并联电路发生断路时,其特点是被断路的路径（干路或支路）中无电流通过；（2）短路：并联电路发生短路时,其特点必是在电源短路,在短路的路径中电流很大,而各支路中无电流通过；用电表判定：并联电路中显现的故障都是断路；由于并联电路中任何一用电器短路,整个电路被短路（电源短路）；凡 开路处,此处定无电流通过,电流表无示数；电压表有示数断路电流表无示数与电流表串联的电器断路电流表有示

17、数电流表串联以外电路断路四、电路故障基此题型 题型一： 简洁的串联电路中灯泡先正常工作,过一段时间,灯熄灭问题；题型二： 简洁的并联电路中灯泡先正常工作,过一段时间,灯熄灭问题；题型三： 电路中因某个用电器故障,导致电表示数变化问题；题型四： 故障后用电表或其他用电器二次检验问题；题目精解一、电路的故障引起电路中电学物理量的变化及故障缘由分析例 7在图 12 中,当电键K 闭合后,两只小灯泡发光,电压表示数为4 伏；过了2 分钟,电压表示. 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - . 数 为 0 , 经 检 查 除 小 灯

18、 泡 外 其 余 器 材 的 连 接 良 好 , 请 分 析 造 成 这 种 情 况 的 原 因 可 能 有 ：_ ；分析：电压表示数为 0,其缘由有三：1.电压表没有接好或电压表损坏；2.小灯 L2 短路； 3.小灯 L 1 断路；起先,电压表有示数,说明不存在缘由 1 的情形；那么仍有两种情形都是可能的；答案为：小灯 L 2短路；小灯 L 1 断路；变式训练题 在如图 13 所示的电路中,电源电压等于 6 伏,合上电键后电压表示数为 6 伏；经分析得出,电路中可能发生的情形是：_ ；例 8 在如图 14 所示的电路中,电源电压不变；闭合电键 K 后,灯 L 1、L 2 都发光；一段时间后,

19、其中一灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变,就产生这一现象的缘由可能是（）A 灯 L 1 短路；B 灯 L 2 短路；C灯 L 1 断路；D 灯 L 2 断路；分析：这是一个并联电路；可以采纳排除法；小灯L 2 短路,会导致电压表示数变小、电流表示数变大,且导致两灯都不亮；小灯 L 2 断路,会导致电流表示数变 0；小灯 L 1 短路,也会导致两灯都不亮；一灯熄灭而电表示数都不变,只有小灯 L 1 发生断路时才有此可能；此题正确答案为 C；变式训练题 在图 15 所示的电路中 ,电源电压不变；闭合电键其中一个电压表示数变大,就（）K,电路正常工作；一段时间后,发觉A 灯 L 可能变亮； B

20、 灯 L 亮度可能不变；C电阻 R 可能断路； D 电阻 R 可能短路；图 14 图 15 图 16 例 9 在图 16 所示的电路中,电源电压不变；闭合电键K 后,灯 L 1、L 2 都发光,段时间后,其中的一盏灯突然变亮,而电压表 V l 的示数变小,电压表 V2 的示数变大,就产生这一现象的缘由是 A 灯 L 1 断路；B灯 L l 短路；C灯 L 2 断路；D灯 L 2 短路；分析：属于电路故障分析题；“ 段时间后,其中的一盏灯突然变亮” 排除了电路显现断路的情形,那么,故障现象只有发生短路了；电压表 V 2 的示数变大,是小灯变亮的缘由,肯定是小灯 L 2 突然变亮；电压表 V l

21、的示数变小说明小灯 L 1 发生了短路；此题正确答案为 B；专题练习. 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - . 1. 图 17 中, A、B、C、D 是滑动变阻器的四个接线柱；如将 A、C 分别与图中电路的导线头 M 、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 ” ；如将 D 与 N 相连接,接线柱 _与 M 相连接,就闭合电键后,滑动片 P 向左移动时,伏特表的示数增大；图 17 图 18 图 19 2. 在如图 18 所示的电路图中,当电键 K 闭合

22、时（）A 整个电路发生短路；B 电流表示数变小；C电流表示数不变化；D电流表示数变大；3. 在图 19 所示的电路中,当电键 K 闭合时,灯 L 1、L 2 均不亮；某同学用一根导线去查找电路的故障；他将导线先并接在灯 L 1 两端时发觉灯 L 2 亮,灯 L 1 不亮,然后并接在灯 L 2 两端时发觉两灯均不亮；由此可以判定 A 灯 L 1 断路；B 灯 L 1 短路；C灯 L 2 断路；D 灯 L 2 短路；4. 如图 20 所示,电阻 R1 的阻值为 20 欧,R2 为 40 欧,当电键 K 断开时,电流表 A 的示数为 0.1 安,就电源电压为 _伏；如电键 K 闭合时,电流表 A 的

23、示数为 _安；图 20 图 21 图 22 5. 在图 21 所示的电路中,电源电压为 6 伏；当电键 K 闭合时,只有一只灯泡发光,且电压表 V 的示数为 6 伏；产生这一现象的缘由可能是 A 灯 L 1 短路；B 灯 L 2 短路；C灯 L1 断路；D 灯 L 2 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 V 示数变大；C电流表 A 示数变小,电压表 V 示数变大；D 电流表 A 示数变小,电压表 V 示数不变；7. 如图 23 所示,闭合电键 K,当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时, 电流表 A

24、的示数将 _选填 “变小” 、“不变 ”或“ 变大 ” ；. 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - . 图 23 图 24 8.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,且除两个灯泡外其余部分均完好,现有导线、电压表、电流表,在不拆开电路的情形下,请选择合适的器材判定电路的故障,写出两种判定方法,包括所用器材、观看到的现象和结论：_ _ ；参考答案 1变小； B；2 D；3A ；46；0.15；5B6A ；7不变；8方法一：用一根导线并联在 L1 两端,如 L2 发光,说明 L1 断路；方法二：用电流表并联在 L1 两端,如电流表有示数且 L2 发光,说明 L1 断路；如电流表没有示数,且L2 不发光,说明 L2 断路；方法三：用电压表并联在 L1 两端,如电压表示数等于电源电压,说明 L1 断路；如电压表示数等于零,说明 L2 断路；. 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页