初中物理電路簡化和故障分析方法復(fù)習(xí)課程

1、資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除初中物理電路簡化和故障分析方法一、電路簡化的基本原則第一：不計(jì)導(dǎo)線電阻，認(rèn)定R 線 0。有電流流過的導(dǎo)線兩端電壓為0，斷開開關(guān)兩端可以測得電壓（電路中沒有其他斷點(diǎn)）。第二： 開關(guān)閉合時(shí)等效于一根導(dǎo)線；開關(guān)斷開時(shí)等效于斷路；可從電路兩節(jié)點(diǎn)間去掉。開關(guān)閉合時(shí)有電流流過時(shí)，開關(guān)兩端電壓為0，斷開時(shí)開關(guān)兩端可以測得電壓（電路中沒有其他斷點(diǎn)） 。第三：電流表內(nèi)阻很小，在分析電路的連接方式時(shí)，有電流表的地方可看作一根導(dǎo)線。第四： 電壓表內(nèi)阻很大，在分析電路的連接方式時(shí)，有電壓表的地方可視作斷路，從電路兩節(jié)點(diǎn)間去掉。第五：用電器（電阻）短路；用電器（電阻）和導(dǎo)線（開關(guān)、

2、電流表）并聯(lián)時(shí)，用電器中無電流通過，也可以把用電器從電路的兩節(jié)點(diǎn)間拆除（去掉）。第六： 電壓表原則上要求并聯(lián)在電路中，單獨(dú)測量電源電壓時(shí)，可直接接在電源兩端，一般情況下，如果電壓表串聯(lián)在電路中，測得的是電源兩端的電壓，電流表直接接在電源兩端會(huì)被燒壞，且讓電源短路，燒壞電源。第七：如果導(dǎo)線上（節(jié)點(diǎn)之間）沒有用電器（開關(guān)，電流表除外），那么導(dǎo)線上的各點(diǎn)可以看成一個(gè)點(diǎn)，可以任意合并、分開、增減。理清 “短路 ”概念。在教材中， 只給出了 “整體短路 ”的概念， “導(dǎo)線不經(jīng)過用電器直接跟電源兩極連接的電路，叫短路。 ”而在電學(xué)綜合題中常常會(huì)出現(xiàn)局部短路的問題，如果導(dǎo)線不經(jīng)過其他用電器而將某個(gè)用電器 （

3、或某部分電路） 首尾相連就形成局部短路。 局部短路僅造成用電器不工作，并不損壞用電器，因此是允許的。因它富于變化成為電學(xué)問題中的一個(gè)難點(diǎn)。局部短路概念抽象，學(xué)生難以理解?？捎脤?shí)驗(yàn)幫助學(xué)生突破此難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)原理如圖1，當(dāng)開關(guān)S 閉合前，兩燈均亮（較暗）；閉合后， L1 不亮，而 L2 仍發(fā)光（較亮） 。為了幫助初中生理解，可將 L1 比作是電流需通過的 “一座高山 ”而開關(guān) S 的短路通道則比作是 “山里的一條隧洞”。有了 “隧洞 ”，電流只會(huì) “走隧洞 ”而不會(huì)去 “爬山 ”。一、識別串聯(lián)并聯(lián)電路1.使用定義法識別串并聯(lián)電路若電路中的各元件是逐個(gè)順次連接起來的，則電路為串聯(lián)電路，若各元件“首首相

4、接，尾尾相連 ”并列地連在電路兩點(diǎn)之間，則電路就是并聯(lián)電路。2.使用電流流向法識別串并聯(lián)電路從電源的正極（或負(fù)極）出發(fā)，沿電流流向，分析電流通過的路徑。若只有一條路徑通過所有的用電器，則這個(gè)電路是串聯(lián)的（如圖l 所示）；若電流在某處分支，又在另一處匯合，則分支處到匯合處之間的電路是并聯(lián)的（如圖2所示）。word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除電流流向法是電路分析中常用的一種方法。例1分析下圖所示電路中，開關(guān)閉合后，三盞燈的連接形式，并分析開關(guān)的作用。分析：用“電流流向法 ”來判斷在圖甲所示的電路中，從電源的正極出發(fā)，電流依次通過了燈L1 、L2和 L3，電路中沒有出現(xiàn) “分叉 ”

5、，見圖 3的虛線所示，所以這三盞燈是串聯(lián)的在串聯(lián)電路中，一個(gè)開關(guān)可以控制所有的用電器。為識別圖乙所示電路的連接方式，可以先用虛線將電流通過的所有路徑在圖中畫出來,在圖中可看出，電流的流向是：由此可看出燈L1 、L2和 L3分別在三條支路上，所以這三盞燈是并聯(lián)的。其中通過燈 L1、L 2的電流通過了開關(guān) S1，當(dāng)開關(guān) S1斷開時(shí)，燈 L 1、 L2中沒有電流通過，兩燈熄滅，因此開關(guān) S1 控制 L1、 L2兩盞燈泡。開關(guān) S2在干路上，控制三盞燈。在如圖所示電路中用“電流流向法 ”畫出了圖丙中的電流流向。見圖4的虛線所示，電流有三條通路，且每一流線上只有一個(gè)用電器，則此電路為并聯(lián)電路。開關(guān)S 在

6、干路上，控制三盞燈。3使用節(jié)點(diǎn)法識別串并聯(lián)電路word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除節(jié)點(diǎn)法：就是在識別電路的過程中，不論導(dǎo)線有多長，只要其間沒有電源、用電器等，導(dǎo)線兩端點(diǎn)均可以看成同一個(gè)點(diǎn)，從而找出各用電器兩端的公共點(diǎn)。以圖丙為例，具體方法：先在圖中各接點(diǎn)處用字母表示出來，如圖5所示。由“節(jié)點(diǎn)法 ”可知，導(dǎo)線的a 端和 c 端看成一個(gè)點(diǎn)，導(dǎo)線的b 端和 d 端看成一個(gè)點(diǎn)，這樣L1、 L2和 L3 的一端重合為一個(gè)點(diǎn)，另一端重合為另一個(gè)點(diǎn)，由此可知，該電路有三條支路，并由“電流流向法”可知，電流分三條叉，因此這個(gè)電路是三盞電燈的并聯(lián)，等效電路如下圖所示?！肮?jié)點(diǎn)法 ”主要用于不規(guī)范

7、的復(fù)雜電路的識別，有一定的難度。 識別電路也還有其他方法， 但無論什么方法都需要同學(xué)們在加強(qiáng)練習(xí)的基礎(chǔ)上不斷總結(jié)識別電路的技巧。對于電路中有三個(gè)用電器，而只有兩條電流路徑的情況，那么就會(huì)有一個(gè)用電器在干路上，或者有兩個(gè)用電器串聯(lián)在一條支路上，這個(gè)電路一定是混聯(lián)。這兩種情況分別如圖中甲、乙所示。4. 使用拆除法識別串并聯(lián)電路拆除法是識別較難電路的一種重要方法。 它的原理就是串聯(lián)電路中各用電器互相影響， 拆除任何一個(gè)用電器，其他用電器中就沒有電流了；而并聯(lián)電路中，各用電器獨(dú)立工作，互不影響，拆除任何一個(gè)或幾個(gè)用電器，都不會(huì)影響其他用電器。例2.如圖所示，兩個(gè)燈泡通過燈座裝在一個(gè)木匣子上，A、B、C

8、、D 分別是連接兩燈泡燈座的接線柱。 E、F 兩接線柱間接上電源后，兩燈泡發(fā)光。如何判斷兩燈泡是串聯(lián)還是并聯(lián)？簡要敘述你的判斷過程。word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除分析：根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)進(jìn)行分析 串聯(lián)電路只有一個(gè)電流的路徑，只要一處斷開，整個(gè)電路斷路，即其他用電器不能工作；并聯(lián)電路有兩個(gè)或兩個(gè)以上電流的通路，其中一個(gè)支路斷開，其他支路的用電器仍然工作，即各用電器件互不影響。因此可用斷路法進(jìn)行判斷。答案： 擰下一只燈泡，若另一只燈泡熄滅則兩燈串聯(lián)，否則兩燈并聯(lián)。二、利用電壓表電流表查找電路故障第一： 當(dāng)用電壓表去測某段電路兩端的電壓時(shí)，若電壓表有示數(shù)，則說明電壓表中有電

9、流通過，或則說電壓表的兩個(gè)接線柱到電源之間是連通的，如果該電路中有開路，則開路處一定在電壓表所并聯(lián)的電路部分，此時(shí)電壓表示數(shù)接近電源電壓值。第二：若電壓表無讀數(shù)，則說明電壓表中沒有電流通過，可能的原因是：（ 1）電壓表的接線柱接觸不良， （ 2）被測電路短路： （ 3）被測電路以外有開路； （ 4）電壓表損壞。最常見的是被測電路短路，此時(shí)相當(dāng)于電壓表被短路。第三： 在用電壓表檢測電路中哪一段出現(xiàn)開路時(shí)，需將電壓表與各段電路并聯(lián)，如果電壓表有示數(shù)， 則開路處一定在電壓表所并聯(lián)的電路部分，如果無示數(shù)， 表明被測電路以為有開路。第四：電流表示數(shù)過大，一般是短路造成的。第五：電流表無示數(shù)，可能是開路或

10、所選量程過大，指針移動(dòng)不容易觀察。例題：1、如圖所示，閉合開關(guān)S 后，燈 L1和 L2都不亮，電壓表有示數(shù)，則故障原因可能是（）A、燈 L1 短路B、燈 L1 斷路C、燈 L2 短路D、燈 L2 斷路2、如圖所示的電路，電源電壓不變，閉合開關(guān)S，燈 L1 和 L2 均發(fā)光一段時(shí)間后，一盞燈突然熄滅，而電流表和電壓表的示數(shù)都不變，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是（）A 、燈 L1 短路B、燈 L1 斷路C、燈 L2 短路D、燈 L2 斷路3、如圖所示的電路，閉合開關(guān)，兩只燈泡都不發(fā)光，且電流表和電壓表均沒有示數(shù)現(xiàn)僅將 L1 和 L2 兩燈泡的位置對調(diào)，其它不變再次閉合開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩只燈泡仍不發(fā)光，電流表

11、指針仍然不動(dòng)，但電壓表的指針卻有了明顯的偏轉(zhuǎn)根據(jù)以上信息可以判斷（）A 、電流表損壞了B 、燈泡 L1 的燈絲斷了C、燈泡 L2 的燈絲斷了D、電源接線處松脫4、如圖所示，當(dāng)開關(guān)S 閉合時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，電壓表指針不動(dòng)該電路的故障可能是（）word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除A 、燈 L1 的接線短路B 、燈 L2 的接線短路C、燈 L1 的燈絲斷了D 、燈 L2 的燈絲斷了5、小紅在做 “用滑動(dòng)變阻器改變電流”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，連好如圖所示的電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到最大阻值處，閉合開關(guān)s，發(fā)現(xiàn)小燈泡L 不亮接下來， 以下做法最合理的是（）A 、觀察電流表的示數(shù)是否為零，判

12、斷電路是否斷路B、斷開開關(guān)s，更換額定功率更大的燈泡重新實(shí)驗(yàn)C、斷開開關(guān)S，增加電池的個(gè)數(shù)重新實(shí)驗(yàn)D、斷開開關(guān)S，拆掉導(dǎo)線重新連接電路三、有關(guān) “電路變化 ”分析不少同學(xué)反映 “變化的電路難， 不知從何下手 ”。這是因?yàn)榉治鲎兓碾娐飞婕暗膬?nèi)容廣，考慮的問題深。 對電阻、 電流強(qiáng)度、 電壓及電功率相互關(guān)系的分析，稍有不慎就會(huì)造成連錯(cuò)反應(yīng)，得出錯(cuò)誤的結(jié)論。這是電學(xué)綜合問題的又一個(gè)難點(diǎn)。變化電路主要是通過開關(guān)或滑動(dòng)變阻器的改變來富于電路變化的。電路中有多個(gè)開關(guān)，通過開關(guān)閉合和斷開的狀態(tài)變化，往往會(huì)使各用電器的連接關(guān)系發(fā)生變化，而滑動(dòng)變阻器則通過滑片來改變其連入電路的有效電阻， 從而使電路中的電壓、

13、 電流、電功率等數(shù)值發(fā)生變化（也有改變電路結(jié)構(gòu)的） 。有關(guān)變化電路，應(yīng)在學(xué)會(huì)識別 “部分電路短接 ”和學(xué)會(huì)識別串并聯(lián)電路的基礎(chǔ)上，掌握分析變化電路的基本思路。1、開關(guān)的通、斷造成電路的變化當(dāng)開關(guān)處在不同狀態(tài)時(shí)，由于斷路和短路，接入電路中的用電器，及其用電器之間的連接方式一般要發(fā)生變化，因此首先要在原電路的基礎(chǔ)上畫出各種情況下的實(shí)際電路。改畫時(shí)要根據(jù)電流的實(shí)際情況，運(yùn)用“拆除法 ”。拆除法要求： 、去掉被斷路的元件；、去掉已被短路的元件；、用“去表法 ”去表，其原則是 “電壓表處是斷路， 電流直過電流表 ”。在去掉電壓表時(shí)， 要分析電壓表讀出來的是哪部分電路兩端的電壓，可用等效電路法進(jìn)行分析。w

14、ord 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除例題： 如圖 5 所示電路中，電源電壓保持4 伏， L1 的電阻為4 歐， L2 、 L3 的電阻均為16 歐求：、 S1、 S2 都斷開時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)。、 S1、 S2 都接通時(shí)，整個(gè)電路消耗的電功率。例題分析： 在題中的當(dāng)開關(guān)處于閉合或斷開的兩種情況下電路結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，可進(jìn)行電路的改畫，見圖6。注：圖中虛線部分是要去掉的部分。在用 “去表法 ”去掉電流表電壓表后，要分析它們分別測量哪一個(gè)用電器的哪一個(gè)物理量。電壓表可借助于 “等電位 ”進(jìn)行分析。在圖7 中，紅線、藍(lán)線、黑線分別是三個(gè)“同電位點(diǎn) ”，由圖 7中可見， L1 與電

15、壓表V 均加在藍(lán)線與黑線之間，所以電壓表是L 兩端的電壓。解：當(dāng) S1、 S2 都斷開時(shí)， L1 、 L3 串聯(lián)。電流表讀數(shù)word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除電壓表讀數(shù)當(dāng) S1、 S2 都接通時(shí)， L2 、 L3 并聯(lián)?？傠娮杩偣β?滑動(dòng)變阻器變化問題滑動(dòng)變阻器連入電路中的有效電阻發(fā)生變化了， 或是引起電路結(jié)構(gòu)的變化， 或是引起電路中電壓、電流、電功率的變化。典型例題： 如圖 8 所示電路中， 電源電壓不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)， 電流表和電壓表的示數(shù)變化情況是 A 、電流表和電壓表的示數(shù)變大；B、電流表和電壓表的示數(shù)變??；C、電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大；D、電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小。有關(guān)滑動(dòng)變阻器的此類型問題， 解題關(guān)鍵是： 、弄清滑動(dòng)變阻器原理， 滑片滑動(dòng)時(shí)電阻是變大還是變??？、 弄清物理量是否變化， 一般來說， 電源的電壓， 定值電阻的阻值是不變，其它的物理量都是變化的；、 弄清電壓表讀數(shù)讀出的是哪一個(gè)電器兩端的電壓； 、利用表格整理分析問題的思路。上例題表格分析