初中物理電路故障及動態(tài)電路分析解題技巧和經(jīng)典題型(含詳細答案)

1、初中物理電路故障及動態(tài)電路分析1、先根據(jù)題給條件確定故障是斷路還是短路：兩燈串聯(lián)時，如果只有一個燈不亮，則此燈一定是短路了，如果兩燈都不亮，則電路一定是斷路了；兩燈并聯(lián)，如果只有一燈不亮，則一定是這條支路斷路，如果兩燈都不亮，則一定是干路斷路。在并聯(lián)電路中，故障不能是短路，因為如果短路，則電源會燒壞。2、根據(jù)第一步再判斷哪部分斷路或短路。例 1：L1 與 L2 串聯(lián)在電路中，電壓表測 L2 兩端電壓，開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)兩燈都不亮，電壓表有示數(shù)，則故障原因是什么？解：你先畫一個電路圖：兩燈都不亮，則一定是斷路。電壓表有示數(shù)，說明電壓表兩個接線柱跟電源兩極相連接，這部分導線沒斷，那么只有 L1 斷路

2、了。例 2、L1 與 L2 串聯(lián)，電壓表 V1 測 L1 電壓， V2，V2 示數(shù)很大，則 L1短路而 L2 正常； B、若 V1=0而 V2 示數(shù)很大，說明 L2 都斷路。測 L2 電壓。閉合開關(guān)后，兩燈都不亮。則下列說法正確的是： A、若 V1=0 解：可能你會錯選 A。其實答案為 B。首先根據(jù)題給條件：兩燈都不亮，則電路是斷路， A 肯定不正確。當 L2 斷路時，此時 V2 相當于連接到了電源兩極上，它測量的是電源電壓，因此示數(shù)很大。而此時L1 由于測有電流通過，因此兩端沒有電壓，因此 V1 的示數(shù)為零。首先要分析串并聯(lián)，這個一般的比較簡單， 一條通路串聯(lián)，多條并聯(lián)。如果碰上了電壓表電流

3、表就把電壓表當開路， 電流表當導線。 這個是因為電流表電壓小，幾乎為零。但電壓表不同。 此處要注意的是，電壓表只是看做開路， 并不是真的開路。 所以如果碰上了一個電壓表一個用電器一個電源串聯(lián)在一起的情況， 要記得。電壓表是有示數(shù)的（話說我當時為這個糾結(jié)了好久） 。還有一些東西光看理論分析是不好的，要多做題啊，做多得題，在分析總結(jié)以下，會好很多。而且如果有不會的，一定要先記下來，沒準在下一題里就會有感悟、一常見電路的識別方法與技巧在解決電學問題時， 我們遇到的第一個問題往往是電路圖中各個用電器（電阻）的連接關(guān)系問題。不能確定各個電阻之間的連接關(guān)系，就無法確定可以利用的規(guī)律，更談不到如何解決問題。

4、因此正確識別電路是解決電學問題的前提。 當然首先必須掌握串聯(lián)電路和并聯(lián)電路這兩種基本的電路連接方式（圖（甲） 、（乙），這是簡化、改畫電路圖的最終結(jié)果。識別電路的常用方法有電流流向法（電流跟蹤法） 、摘表法（去表法）、直線法和節(jié)點法。在識別電路的過程中，往往是幾種方法并用。電流流向法電流流向法是指用描繪電流流向的方法來分析電阻連接方式的方法。這是一種識別電路最直觀的方法， 也是連接實物電路時必須遵循的基本思路。具體步驟是：從電源正極出發(fā)，沿著電流的方向描繪出電流通過電阻的各條路經(jīng)，一直達到電源的負極。例：在圖（甲）所示電路中，三盞燈是如何連接的，開關(guān)閉合后，電流表測量的是哪部分的電流？做法：先

5、標出電源的正負極，再沿著從正極到負極的方向，用自己習慣的方法（箭頭、粗細線、彩線） ，描繪各處的電流走向，標在電路圖上，如圖（乙）。分析：從圖（乙）中可以看出，點是最初的電流分支點， 點是最后的電流會合點。 電流共有三條路徑，分別通過三盞燈，所以三盞燈是并聯(lián)的。通過電流表的電流只通過燈 1，所以電流表測量的是通過燈 1 的電流。摘表法摘表法的基本思路和步驟：從電路中摘去電壓表和電流表后，電壓表所在支路用斷路替代， 電流表所在位置用導線替代。如果需要進一步對電路進行分析討論， 原電壓表、電流表所測量的電壓和電流則應(yīng)在簡化后的電路上標出。例：如圖（甲）所示電路中，三個電阻是聯(lián)的。電壓表的示數(shù)為，

6、的示數(shù)為，電源電壓（填“大于”、“小于”或“等于”）。分析：兩個電壓表使電路看起來比較復雜，摘掉兩個電壓表后，把電壓表所在支路擦除，電阻的串聯(lián)方式如圖（乙）所示。兩圖比較可知，電壓表 測量的是 和兩端的電壓 ，電壓表測量的是 和兩端的電壓 ，兩個電壓表的示數(shù)之和大于電源電壓。直線法直線法是一種普遍適用的簡化電路的方法，是在上述兩種方法的基礎(chǔ)上，把不規(guī)范電路簡化成規(guī)范電路的方法。在識別電路、 分析電路變化等方面有不可替代的的作用。 具體方法步驟是： 將電路從電源正負極處 斷開，結(jié)合電流流向法，拉長和縮短某一段導線，使各組元器件都在一條直線上，一次不成，可逐次分步完成。例：圖（甲）所示電路中，電源

7、電壓是，開關(guān)閉合后電壓表的示數(shù)為，問：燈、兩端電壓各為多少？分析：利用摘表法，可以確定這是兩個燈泡的串聯(lián)電路。問題是電壓表測量的電壓是哪個燈兩端的電壓。 將電路拉成直線，圖（乙）所示，這個問題就迎刃而解了。節(jié)點法節(jié)點法是一種將不規(guī)范電路快速簡化、改化為規(guī)范電路的方法。具體做法是：從電源正極開始，把電阻之間的連接導線縮減成點，相同的點用同一個字母表示。 如果一個電路中的點多于兩個，可以將這些點排在一條直線上， 再把相應(yīng)的電阻補充到這些點之間，節(jié)點法和直線法有著相輔相成的關(guān)系。大多數(shù)時間比直線法來得更直接、更簡潔。例：圖（甲）所示電路中，三個電阻是聯(lián)的；電流表測量的是通過電阻的電流。 電流表測量的

8、是的電流。分析：將圖（甲）中的電流表摘掉后，電路中三個電阻的連接方式仍然不明顯。從電源正極開始，可以標出三個位置都是點（電源正極），另外兩個位置都是點（電源負極）。如圖（乙）所示。三個電阻都連接在兩點之間， 通過三個電阻的電流方向都是從到，所以這是一個并聯(lián)電路。再利用電流法，描繪電流走向如圖（丙）所示。可以知道原電流表的位置通過的是和的電流；原電流表的位置通過的是和的電流。本題中兩個電流表的位置跟例（圖甲）中兩個電壓表的位置相同，因為用電流表替代了電壓表， 三個電阻的連接方式也隨之發(fā)生了變化。二、動態(tài)電路分析與判斷分析動態(tài)電路的一般思路是：根據(jù)引起電路變化的原因（開關(guān)通斷、變阻器滑片移動、 電

9、路故障），分析判斷電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律分析電路中電流的變化（電流表示數(shù)變化），再根據(jù)歐姆定律變形式 U=IR（或串并聯(lián)電路電壓特點）進一步判斷電路中部分電路中電壓的變化（電壓表示數(shù)變化）或其它物理量的變化。1、滑動變阻器滑片 P 的位置的變化引起電路中電學物理量的變化（1）串聯(lián)電路中滑動變阻器滑片P 的位置的變化引起的變化 例 1 如圖 1，是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖，當滑片P向左移動時，請你判斷電流表和電壓表示數(shù)的變化。分析： P 左移 R2 減小 R 總減小 I 增大A 表變大。R1 不變 IR1 增大 U1 增大V 表變大。判斷V表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點來分析

10、：R2 減小 U2 減小 U1 增大V 表變大。 例 2 如圖 2，當滑片 P 向左移動時，A 表和V 表將如何變化。分析： 首先要確定電路的類型，此電路屬于串聯(lián)電路呢還是并聯(lián)電路。我們可以將電流表簡化成導線，將電壓表簡化成斷開的開關(guān)或干脆拿掉。此時可以容易地看出，這是一個串聯(lián)電路。而且發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的滑片已經(jīng)懸空，滑動變阻器變成了定值電阻，電流表測串聯(lián)電路的電流，所以A 表示數(shù)不變。即： P 左移 R1+R2 不變A不變在本電路中，電壓表是測量 R1 和 R2 部分電阻之和的總電壓，當滑片 P 向左移動時，被跨接在電壓表內(nèi)的電阻隨著變小， 根據(jù)串聯(lián)電V路電壓特點： 表示數(shù)減小。 例 3 在如

11、圖 3 所示電路中， 當閉合開關(guān)后， 滑動變阻器的滑動片P向右移動時(A) 電流表示數(shù)變大，燈變暗。(B)電流表示數(shù)變小，燈變亮。(C) 電壓表示數(shù)不變，燈變亮。 (D) 電壓表示數(shù)不變，燈變暗。分析：將電流表等效為一根導線， 可以看到電壓表直接測量電源電壓，因此當滑動變阻器的滑動片 P向右移動時，電壓表的示數(shù)將不會變化； 而電阻 R的阻值變大，小燈的電阻 RL 大小不變（注意：在初中階段，小燈泡的電阻由于溫度的影響引起的變化往往忽略不計），因此總電阻變大，電流變小，所以電流表示數(shù)變小。根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點分析， 小燈兩端的電壓也將變小， 小燈的功率 P=ULI 也將變小，所以小燈的發(fā)光將變

12、暗。本題正確答案為 D。（2）并聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化 例 4 如圖 4，當滑片 P 向右移動時，A1表、A2表和V 表將如何變化？分析：V 測電源兩端電壓，A1測 R1 支路電流，A2測干路電流。并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，等于電源電壓，故電壓表V 示數(shù)不變。由于并聯(lián)電路各支路獨立工作，互不干擾，滑動變阻器滑片P 向右移動時，對 R1 這條支路沒有影響，所以電流表A1示數(shù)不變?；?P 右移，R2 變大，兩端電壓不變，故電流變小，干路中電流也隨之變小，所以A2示數(shù)也會變小。2、開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化（1）串聯(lián)電路中開關(guān)的斷開或閉合引起的變化 例

13、5 在如圖 5 所示的電路中，將開關(guān)S 閉合，則電流表的示數(shù)將_，電壓表的示數(shù)將 _(均填“變大”、“變小”或“不變”)。分析：在開關(guān)尚未閉合前，電流表測量的是串聯(lián)電路的電流值，由于此時電阻較大，故電流較?。婚_關(guān) S閉合后，電阻 R2 被局部短路，電路中的電阻只有 R1 了，因此電流表的示數(shù)將變大。在開關(guān)尚未閉合前，兩個電阻組成串聯(lián)電路。電壓表測量 R1 兩端的電壓，開關(guān) S 閉合后，電阻 R2 被局部短路，只有 R1 接入電路，電壓表變成測量電源兩端的電壓了，因此電壓表的示數(shù)將變大。還可以根據(jù) U=IR 來分析開關(guān)閉合后電壓表的示數(shù)變化。（ 2）并聯(lián)電路中開關(guān)的斷開或閉合引起的變化 例 6在

14、圖 6 中，燈泡 L1 和燈泡 L2是_聯(lián)連接的。當開關(guān)K 斷開時，電壓表的示數(shù)將_；電流表的示數(shù)將 _ ( 選填“增大”、“不變”或“減小”) 。分析：本題的難度首先在電路的識別，我們可以將電流表看作導線， 將電壓表拿去，就容易看出這個電路是“并”聯(lián)電路。電流表串聯(lián)在小燈L1 的支路中，所以開關(guān)閉合時， 電燈 L1 接入電路，電流表的示數(shù)從0 變到有讀數(shù)， 應(yīng)該選填“增大”。電壓表并聯(lián)在L2 兩端，也即測量電源電壓，而且不受開關(guān)控制，所以電壓表示數(shù)“不變” 。3 、電路的故障引起電路中電學物理量的變化及故障原因分析 例 7 在圖 7 中，當開關(guān) K 閉合后，兩只小燈泡發(fā)光， 電壓表示數(shù)為 4

15、 伏。過了 2 分鐘，電壓表示數(shù)為0，經(jīng)檢查除小燈泡外其余器材的連接良好，請分析造成這種情況的原因可能有：_。分析：電壓表示數(shù)為0，其原因有三： 1.電壓表沒有接好或電壓表損壞； 2. 小燈 L2 短路；3. 小燈 L1 斷路。起先，電壓表有示數(shù)，說明不存在原因 1 的情況。那么還有兩種情況都是可能的。答案為：小燈 L2 短路；小燈 L1 斷路。 例 8在如圖 8 所示電路中，電源電壓不變。閉合開關(guān)K 后，燈 L1、L2 都發(fā)光。一段時間后，其中一燈突然熄滅，而電流表、電壓表的示數(shù)都不變，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是(A) 燈 L1 短路。 (B) 燈 L2 短路。(C) 燈 L1 斷路。 (D)

16、 燈 L2 斷路。分析：這是一個并聯(lián)電路?？梢圆捎门懦āＰ鬖2 短路，會導致電壓表示數(shù)變小、電流表示數(shù)變大，且導致兩燈都不亮；小燈L2 斷路，會導致電流表示數(shù)變 0；小燈 L1 短路，也會導致兩燈都不亮；一燈熄滅而電表示數(shù)都不變， 只有小燈 L1 發(fā)生斷路時才有此可能。 本題正確答案為 C。 例 9 在圖 9 所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關(guān) K 后，燈 L1、L2 都發(fā)光，段時間后，其中的一盞燈突然變亮，而電壓表Vl 的示數(shù)變小，電壓表V2 的示數(shù)變大，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是(A) 燈L1 斷路。(B)燈 Ll 短路。(C) 燈L2 斷路。(D)燈 L2 短路。分析：應(yīng)用“去表法”可

17、以判斷此電路是 L1、L2 組成的串聯(lián)電路?！岸螘r間后，其中的一盞燈突然變亮” 排除了電路出現(xiàn)斷路的情況，那么，故障現(xiàn)象只有發(fā)生短路了。電壓表 V2 的示數(shù)變大，是小燈變亮的原因，且它測小燈 L2 兩端電壓，所以一定是小燈 L2 突然變亮；電壓表 Vl 的示數(shù)變小說明小燈 L1 發(fā)生了短路。本題正確答案為 B。三、簡單電路故障類習題的分析判斷電路故障是指電路連接完成通電時，整個電路或部分電路不能工作。它產(chǎn)生的原因主要有：元件本身存在問題，如元件內(nèi)部開路、短路；連接時選用的器材不當 （如 R1>>R2）；電路導線接觸不良或斷開等。初中物理學習的電路的三種基本狀態(tài)是：通路，電路形成回路

18、，電路中有持續(xù)電流，電路工作；開路，指電路的某一位置斷開，無法形成回路，電路中沒有電流，電路不工作；短路，指電源的正負極被導線直接相連， 電流不經(jīng)過用電器直接從電源正極流向負極，此時電路中的電流極大，可能燒壞電源。經(jīng)典題型篇例 1、如圖 1，閉合開關(guān)時，兩燈都不亮，電壓表示數(shù)為 0。則原因可能是（ ）A 、L1 短路B、L2 短路C、L1 開路D、L2 開路分析：閉合開關(guān)時，兩燈都不亮（或電流表無示數(shù)），表明電路中無電流，從上面的分析可以得出這是開路故障。那么是L1 還是 L2開路呢？可以通過電壓表的示數(shù)來進行分析，因為電壓表測量L1 兩端電壓，若是 L1 開路，則電壓表應(yīng)與L2 串聯(lián)接在電源

19、兩端，它應(yīng)該有示數(shù)且接近電源電壓，而此時電壓表示數(shù)為0，說明電壓表沒有連接到電源兩端。因此本題的正確選項是D。例 2、如圖 2，閉合開關(guān)時，電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，則原因可能是A 、L1 短路B 、L2 短路C 、L1 開路D、L2開路分析：閉合開關(guān)時，電流表有示數(shù)（或指針偏轉(zhuǎn)），表明電路中有電流，從上面的分析可以判斷這是電路中的部分電路短路故障。那么是 L1 還是 L2 短路呢？可以通過電壓表的示數(shù)來進行分析?？梢约僭O(shè)一下，若是L1 短路，那么 L1 就相當于一根導線，它的兩端電壓就為 0，這與題目條件不相符，這樣就可以確定是L2 被部分短路。因此本題的正確選項是B。例 3、如

20、圖 3，閉合開關(guān)時， L1 發(fā)光而 L2 不亮，則原因可能是：A 、L2 開路B、L2開路C、RL1 比 RL2 大得多D、RL1 比 RL2 小得多分析：閉合開關(guān)時， L1 發(fā)光，表明電路中有電流，從上面的分析可以判斷這是電路中的部分電路短路故障，L1 發(fā)光而 L2 不亮，可以很快得出是L2 短路；那么 L2 就相當于一根導線，它的電阻極小，而從電路中不能看出 L2 被短接，因而故障應(yīng)是 RL2 比 RL1 小得多。因此本題的正確選項是 C。當然，也可以通過串聯(lián)電路中電流相等的特點和電功率知識來解釋，不再贅述。例 4、如圖 4，閉合開關(guān)時，電流表 A與 A1 的示數(shù)相同，則原因可能是（ ）A 、L1 短路B、L2 短路C、L1開路D、L2開路分析：并聯(lián)電路由于存在兩條支路，因此必須分析各條支路是否有電流。本題中，電流表 A 與 A1 的示數(shù)相同，即 I=I 1，說明干路和L1 所在支路是通路，從并聯(lián)電路的電流特點分析： I=I 1+I 2 ，因此 I 2=0，即電流表 A2 示數(shù)為