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文檔簡介

1、初中物理電路故障分析一、短路、斷路和開路1、短路:(1)電源短路:指導(dǎo)線不經(jīng)過用電器而直接接到了電源的兩極上。會導(dǎo)致電路中電流過大而燒壞電源。 (2)用電器短路:指串聯(lián)的多個(gè)用電器中的一個(gè)或多個(gè)(當(dāng)然不是全部)在電路中不起作用,這種情況是由于接線的原因或者電路發(fā)生故障引起的。(一般不會造成較大的破壞。)2、斷路:從電源的正極到負(fù)極,有且只有一條通路,若在某出斷開,整個(gè)電路就成為斷路??赡苁怯捎诮佑|問題或者電流過大把用電器燒毀引起的。3、開路:一般情況下等同于斷路。就是負(fù)載斷開或者電路斷開出現(xiàn)一個(gè)端口,一般是電路的干路沒有連接電源正負(fù)極,也有可能是導(dǎo)線斷了,或者是干路串聯(lián)了電壓表等特大電阻的元件

2、。二、電路故障分析(一)針對串聯(lián)電路中的斷路故障方法1:將完好的用電器與被測電路并聯(lián)。若用電器正常工作,說明被測電路上發(fā)生斷路;若用電器不能工作,說明未測的電路上發(fā)生斷路。 方法2:用導(dǎo)線與被測電路并聯(lián)。若未測電路正常工作,說明被測電路上發(fā)生斷路;若未測電路不能工作,說明未測電路上發(fā)生斷路。(二)利用電流表的示數(shù)變化判斷電路故障1對于電路中原有電流表的示數(shù)變化情況分析。 (1)示數(shù)增大,說明電路(或支路)中部分用電器被短路(若所有用電器都被短路,則電流表燒毀)。 (2)示數(shù)減小,說明電路(或支路)中發(fā)生斷路。2(針對串聯(lián)電路)將電流表與被測電路并聯(lián)分析。 (1)有示數(shù),說明被測電路上發(fā)生斷路。

3、 (2)無示數(shù),說明:未測電路上發(fā)生斷路。(三)利用電壓表的示數(shù)變化判斷電路故障 1對于電路中原有電壓表的示數(shù)變化情況分析。 (1)示數(shù)增大,說明未與電壓表并聯(lián)的用電器被短路。 (2)示數(shù)減小,說明:與電壓表并聯(lián)的被測電路上發(fā)生短路或電壓表與電源正負(fù)極間發(fā)生斷路。                2將電壓表與被測電路并聯(lián)分析。 (1)有示數(shù),說明:電壓表與電源正負(fù)極間是通路的。 (2)無示數(shù),說明:與電壓表并聯(lián)的被測電路上發(fā)生短路或電壓表與電源正負(fù)極間發(fā)生斷路。(四)串聯(lián)電路的

4、斷路或局部短路故障現(xiàn)象如下表:內(nèi)容斷路局部短路實(shí)質(zhì)某電阻(或?qū)Ь€)變?yōu)樽柚禑o窮大。某電阻值變?yōu)?,可看作一根導(dǎo)線。電流情況電路中(任何處)均無電流。短路處無電流,整個(gè)電路中電流變大。用電器工作情況均不工作。有一個(gè)工作,另一個(gè)不工作。故障發(fā)生處電路中任何一點(diǎn)。只可能在電阻上。電流表的示數(shù)無示數(shù)。有示數(shù)且變大。電壓表的示數(shù)斷路處兩端電壓為電源電壓,其余部分為0。短路處為0,仍然工作的用電器(電阻)兩端電壓為電源電壓。電流表無示數(shù)斷路與電壓表并聯(lián)的電器斷路電壓表示數(shù)為電源電壓電壓表并聯(lián)以外電路斷路電壓表無示數(shù)電流表有示數(shù)(變大)短路與電壓表并聯(lián)的電器短路電壓表無示數(shù)電壓表并聯(lián)以外電路短路電壓表示數(shù)為

5、電源電壓串聯(lián)電路的斷路或短路故障分析,一般先判斷電路中是否有電流(或用電器是否均工作),以確定故障到底是短路還是斷路;然后可根據(jù)電壓情況來判斷故障發(fā)生的地方。 三、動態(tài)電路部分類型1:滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中物理量的變化:明確電路(電壓表直接去掉,簡化電路);看準(zhǔn)每個(gè)電表分別測的是誰的電壓和電流;先看電阻的變化,再根據(jù)歐姆定律判斷電流、電壓的變化。類型2:開關(guān)的斷開或閉合引起電路中物理量的變化:明確斷開和閉合是分別是什么電路;畫出等效電路(電壓表直接去掉,簡化電路);根據(jù)歐姆定律判斷。串聯(lián)和并聯(lián)電路的判斷一、分析電路的“口訣”: 先判串聯(lián)和并聯(lián),電表測量然后判。一路到底必是串;

6、若有分支是并聯(lián)。 A表相當(dāng)于導(dǎo)線;并時(shí)短路會出現(xiàn)。V表可并不可串;串時(shí)相當(dāng)電路斷。二、連接電路的“口訣”: 電路:串聯(lián)各件依次連;并聯(lián)標(biāo)節(jié)點(diǎn)、連干路,連好再檢驗(yàn)。 電表:A表串其中,V表并兩端。正(進(jìn))負(fù)(出)不能反,量程仔細(xì)斷。 提醒:無論串聯(lián)或并聯(lián),電壓表都應(yīng)最后連。二串聯(lián)、并聯(lián)的識別方法(右圖是簡化、改畫電路圖的最終結(jié)果。)1. 電流流向法: 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(dá)到電源的負(fù)極。這是識別電路最直觀的方法,也是連接實(shí)物電路時(shí)必須遵循的基本思路。    【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

7、測量的是哪部分的電流? 做法:先標(biāo)出電源的正負(fù)極,再沿著從正極到負(fù)極的方向,用箭頭描繪各處的電流走向,標(biāo)在電路圖上,如圖(乙)。    分析:從圖(乙)中可以看出,點(diǎn)是最初的電流分支點(diǎn),點(diǎn)是最后的電流會合點(diǎn)。電流共有三條路徑(I1、I2、I3),分別通過三盞燈(L1、L2和L3),所以三盞燈是并聯(lián)的。通過電流表的電流只通過L1,所以電流表測量的是通過燈L1的電流。.摘表法: 從電路中摘去電壓表和電流表,電壓表所在支路用斷路替代,電流表所在位置用導(dǎo)線替代。如需進(jìn)一步分析討論,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(biāo)出。  【例2】

8、如圖(甲)所示電路中,三個(gè)電阻是聯(lián)的。電壓表1的示數(shù)為,2的示數(shù)為5,電源電壓 (填“大于”、“小于”或“等于”)。   分析:兩個(gè)電壓表使電路看起來比較復(fù)雜,摘掉兩個(gè)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1測量的是1和兩端的電壓13,電壓表2測量的是1和2兩端的電壓12,兩個(gè)電壓表的示數(shù)之和大于電源電壓。 直線法:這是把不規(guī)范電路簡化成規(guī)范電路的普遍適用的方法。具體方法是:將電路從電源正負(fù)極處斷開,結(jié)合電流流向法,拉長和縮短某一段導(dǎo)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。 

9、0;  【例3】圖(甲)所示電路中,電源電壓是,開關(guān)閉合后電壓表的示數(shù)為,問:燈1、2兩端電壓各為多少?    分析:利用摘表法,可確定這兩個(gè)燈泡的串聯(lián)電路。問題是電壓表測量的電壓是哪個(gè)燈兩端的電壓。將電路拉成直線,畫出如圖(乙)所示的簡潔圖,這個(gè)問題就迎刃而解了。節(jié)點(diǎn)法這是一種比直線法更直接、更簡潔的快速簡化電路的方法。具體做法是:從電源正極開始,把電阻之間的連接導(dǎo)線縮減成點(diǎn),相同的點(diǎn)用同一個(gè)字母表示。如果一個(gè)電路中的點(diǎn)多于兩個(gè),可以將這些點(diǎn)排在一條直線上,再把相應(yīng)的電阻補(bǔ)充到這些點(diǎn)之間,節(jié)點(diǎn)法和直線法有著相輔相成的關(guān)系。  

10、60;【例4】圖(甲)所示電路中,三個(gè)電阻是聯(lián)的;電流表1測量的是通過電阻的電流。電流表2測量的是的電流。分析:將圖(甲)中的電流表摘掉后,電路中三個(gè)電阻的連接方式仍然不明顯。從電源正極開始,可以標(biāo)出三個(gè)位置都是點(diǎn)(電源正極),另外兩個(gè)位置都是點(diǎn)(電源負(fù)極)。如圖(乙)所示。三個(gè)電阻都連接在兩點(diǎn)之間,通過三個(gè)電阻的電流方向都是從到,所以這是一個(gè)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1的位置通過的是2和3的電流I2I3;原電流表2的位置通過的是1和2的電流I1I2、。本題中兩個(gè)電流表的位置跟【例2】(圖甲)中兩個(gè)電壓表的位置相同,因?yàn)橛秒娏鞅硖娲穗妷罕恚齻€(gè)電阻的

11、連接方式也隨之發(fā)生了變化。電路故障分析 經(jīng)典例題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(shí),如果只有一個(gè)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?yàn)槿绻搪罚瑒t電源會燒壞。2、根據(jù)第一步再判斷哪部分?jǐn)嗦坊蚨搪??!痉治觥縇1與L2串聯(lián)在電路中,用電壓表測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(gè)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(gè)接線柱跟電源兩極相連接,這部分導(dǎo)線沒斷,那么只有L

12、2斷路了?!纠縇1與L2串聯(lián),電壓表V1測L1電壓,V2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,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。解:兩燈都不亮,則電路是斷路,A不正確。當(dāng)L2斷路時(shí),此時(shí)V2相當(dāng)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(shí)L1等效為導(dǎo)線,因此兩端沒有電壓,因此V1的示數(shù)為零。答案為B。1、 簡單電路故障類習(xí)題的分析判斷 【例1】如圖1,閉合開關(guān)時(shí),兩燈都不亮,電壓表示數(shù)為0。則原因可能是(   )     A、L1短路

13、60;   B、L2短路    C、L1開路    D、L2開路分析:閉合開關(guān)兩燈都不亮,表明電路中無電流,是開路故障。是L1還是L2開路呢?因?yàn)殡妷罕頊y量L1兩端電壓,若是L1開路,則電壓表應(yīng)與L2串聯(lián)接在電源兩端,它應(yīng)該有示數(shù)且接近電源電壓,而此時(shí)電壓表示數(shù)為0,說明電壓表沒有連接到電源兩端。正確選項(xiàng)是D。 【例2】如圖2,閉合開關(guān)時(shí),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   

14、   B、L2短路       C、L1開路        D、L2開路 分析:閉合開關(guān)時(shí),電流表有示數(shù),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(jìn)行分析??梢约僭O(shè)一下,若是L1短路,那么L1就相當(dāng)于一根導(dǎo)線,它的兩端電壓就為0,這與題目條件不相符。答案是B。 【例3】如圖3,閉合開關(guān)時(shí),L1發(fā)光而L2不亮,則原因可能是( )   

15、 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(shí),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(dāng)于一根導(dǎo)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。正確選項(xiàng)是C。【例4】如圖4,閉合開關(guān)時(shí),電流表A與A1的示數(shù)相同,則原因可能是(    )     A、L

16、1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=I1,說明干路和L1所在支路是通路,從并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)分析:I=I1+I2 ,因此I2=0,即電流表A2示數(shù)為0,L2支路沒有電流,此支路開路。正確選項(xiàng)是D。 【例5】如圖6,閉合開關(guān)時(shí),燈泡都不亮,電壓表示數(shù)接近電源電壓,則原因可能是(   )     A、ab間開路  

17、60; B、bc間開路    C、cd間開路     D、ad間開路分析:L1、L2都不亮,可以判斷出電路故障屬于開路。由于電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明L2阻值很大(或者電壓表串聯(lián)在電路中),遠(yuǎn)大于L、L3的電阻,所以開路故障應(yīng)該是出現(xiàn)在L2所在的部分電路,正確選項(xiàng)應(yīng)是B?!纠?】如圖7,閉合開關(guān)時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表的指針沒有偏轉(zhuǎn);某同學(xué)用一根導(dǎo)線將ac兩點(diǎn)連接起來,閉合開關(guān)瞬間,電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)到最大;當(dāng)他用這根導(dǎo)線將bd兩點(diǎn)連接起來時(shí),發(fā)現(xiàn)燈L1發(fā)光。則下列關(guān)于該電路存在的問題分析錯(cuò)誤的是( ) L1完好  

18、60;   B、L2開路     C、L3短路     D、L2情況無法判斷 分析:閉合開關(guān)后,電流表指針沒偏轉(zhuǎn),首先可確定此電路中有開路故障。用一根導(dǎo)線將ac兩點(diǎn)連接起來,閉合開關(guān)瞬間,電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)到最大,說明開路故障沒有出現(xiàn)在L3所在部分電路,同時(shí)說明L3被短路了;再用導(dǎo)線將bd兩點(diǎn)連接起來時(shí),L1發(fā)光,說明故障也不是L1所在部分電路,那么只有L2開路的可能了。綜合上述分析,錯(cuò)誤的選項(xiàng)應(yīng)該是D。2、 復(fù)雜電路故障類習(xí)題的分析判斷 例4 (06大連)如圖所示,閉合開關(guān)S時(shí),燈泡

19、L1、L2都不亮,用一根導(dǎo)線的兩端接觸a、b兩點(diǎn)時(shí)兩燈都不亮;接觸b、c兩點(diǎn)時(shí),兩燈都不亮;接觸c、d兩點(diǎn)時(shí),兩燈都亮。則(    )(導(dǎo)線檢測法)A燈L1斷路 B燈L2斷路    C燈L2短路D開關(guān)S斷路分析:閉合開關(guān)S時(shí),燈泡L1、L2都不亮,說明電路發(fā)生斷路故障。用一根導(dǎo)線的兩端接觸a、b兩點(diǎn)時(shí)兩燈都不亮,說明斷路故障發(fā)生在燈L2和開關(guān)上;接觸b、c兩點(diǎn)時(shí),兩燈都不亮;說明斷路故障發(fā)生在燈L1和開關(guān)上;接觸c、d兩點(diǎn)時(shí),兩燈都亮,排除燈泡故障,說明開關(guān)S斷路,故選D。 電流表、小燈泡的檢測法與導(dǎo)線相似,電流表檢測時(shí)要防

20、止造成電源短路。4、把兩個(gè)小燈泡L1和L2、一個(gè)蓄電池、個(gè)電鍵及若干導(dǎo)線組成串聯(lián)電路。當(dāng)閉合電鍵時(shí),兩個(gè)小燈泡均不發(fā)光。用電壓表測量,發(fā)現(xiàn)燈L1兩端有電壓。若整個(gè)裝置除了兩個(gè)小燈泡以外,其余都完好,那么小燈泡不發(fā)光的原因可能是( )A L1的燈絲斷了。 B L2的燈絲斷了。C L1和L2的燈絲都斷了。 D 以上三種情況都存在分析:電壓表并聯(lián)在L1兩端,有示數(shù),說明除L1之外其他部分正常完好,因此,只有L1斷路,等效于電壓表直接連接電源兩極。5.如圖5所示的電路,電源電壓保持不變。電鍵S閉合時(shí),發(fā)現(xiàn)只有兩個(gè)電表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),電路中的電阻R或燈L有一個(gè)出現(xiàn)了故障,則可能是( )(2010年中考)

21、 A電流表A示數(shù)為零,電阻R短路 B電流表A示數(shù)為零,燈L斷路C電壓表V2示數(shù)為零,電阻R短路 D電壓表V2示數(shù)為零,燈L斷路分析:排除電表影響,L和R串聯(lián),因此,L和R均不能斷路,否則只有V1有示數(shù)。排除BD;若R短路,則R相當(dāng)于導(dǎo)線 ,V2無示數(shù),選C例3在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,遇到斷路時(shí),常用電壓表來檢測。某同學(xué)連接了如圖1所示的電路,閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)燈不亮,為檢查電路故障,他用電壓表進(jìn)行測量,結(jié)果是,則此電路的故障可能是(    )(電壓表檢測法)A開關(guān)S接觸不良B小燈泡燈絲斷了Cd、e間出現(xiàn)斷路De、f間出現(xiàn)斷路分析:觀察電路,燈泡和定值電阻串聯(lián),閉合開關(guān)S后,

22、發(fā)現(xiàn)燈不亮,說明發(fā)生斷路故障。用電壓表測量時(shí),表與被測元件并聯(lián),相當(dāng)于在被測元件旁又使電流有了一條路徑。若被測元件通路,由于電壓表電阻很大,等效于開路,對電路無影響,其示數(shù)為零;若被測元件斷路,電流不能從元件通過,只能從電壓表通過,因電壓表的電阻很大,這個(gè)電流很小,燈泡不亮,但電壓表有示數(shù),且近似等于電源電壓。本題中電壓表測得,說明電源可提供3V電壓;說明a、d兩點(diǎn)與電源兩極相連的電路某處斷開,說明故障在d、e兩點(diǎn)之間且為斷路。選擇C。二、動態(tài)電路分析與判斷動態(tài)電路分析題和電路故障分析題對學(xué)生有較高的能力要求,是初中學(xué)生物理學(xué)習(xí)過程中的難點(diǎn)。進(jìn)行電路故障分析,要以電路動態(tài)分析能力作為基礎(chǔ),而電

23、路故障分析又是電路動態(tài)分析的載體。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(diǎn))進(jìn)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(xué)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(shí)驗(yàn)電路圖,當(dāng)滑片P向左移動時(shí),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增大表變大。R1不變IR1增大

24、U1增大表變大。判斷表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)來分析:R2減小U2減小U1增大表變大。例2如圖2,當(dāng)滑片P向左移動時(shí),表和表將如何變化。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(dǎo)線,將電壓表簡化成斷開的開關(guān)或干脆拿掉。此時(shí)可以容易地看出,這是一個(gè)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,所以表示數(shù)不變。即:P左移R1+R2不變不變在本電路中,電壓表是測量R1和R2部分電阻之和的總電壓,當(dāng)滑片P向左移動時(shí),被跨接在電壓表內(nèi)的電阻隨著變小,根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn):表示數(shù)減小。 例3在如圖3所示電

25、路中,當(dāng)閉合開關(guān)后,滑動變阻器的滑動片P向右移動時(shí) (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(dǎo)線,可以看到電壓表直接測量電源電壓,因此當(dāng)滑動變阻器的滑動片P向右移動時(shí),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(jì)),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(diǎn)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)光將變暗。本題正確答案為D。(2)并聯(lián)電路中滑

26、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(dāng)滑片P向右移動時(shí),表、表和表將如何變化?分析:測電源兩端電壓,測R1支路電流,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(dú)立工作,互不干擾,滑動變阻器滑片P向右移動時(shí),對R1這條支路沒有影響,所以電流表示數(shù)不變。滑片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,所以示數(shù)也會變小。2、開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)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”

27、)。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(shí)電阻較大,故電流較??;開關(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(gè)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 在圖6中,燈泡L1和燈泡L2是_聯(lián)連接的。當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí),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

28、電路的識別,我們可以將電流表看作導(dǎo)線,將電壓表拿去,就容易看出這個(gè)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(shí),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(xué)物理量的變化及故障原因分析例7在圖7中,當(dāng)開關(guān) K閉合后,兩只小燈泡發(fā)光,電壓表示數(shù)為4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

29、。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(shí)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)燈L2斷路。分析:這是一個(gè)并聯(lián)電路。可以采用排除法。小燈L2短路,會導(dǎo)致電壓表示數(shù)變小、電流表示數(shù)變大,且導(dǎo)致兩燈都不亮;小燈L2斷路,會導(dǎo)致電流表示數(shù)變0;小燈L1短路,也會導(dǎo)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(shí)才有此可能。本題正確答案為

30、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(shí)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”可以判斷此電路是L1、L2組成的串聯(lián)電路。 “段時(shí)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。四、動態(tài)電路電功率問題的分析與計(jì)算

31、電功、電功率問題的分析和計(jì)算是目前中考的熱點(diǎn)之一,也是學(xué)生答題的難點(diǎn)之一。這種題型把歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律及初中階段電學(xué)儀器的應(yīng)用和電功、電功率知識融合在一起,通過對這部分問題的訓(xùn)練和考查,有利于提高學(xué)生的物理思想、邏輯分析能力、表達(dá)能力及應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析解決物理問題的能力。常見電功、電功率類試題一般分為三類:第一類就是直接運(yùn)用電功和電功率公式進(jìn)行計(jì)算,譬如給你一個(gè)電能表在某段時(shí)間內(nèi)消耗的電能(電功)計(jì)算電功率,或者根據(jù)用電器的銘牌信息計(jì)算該用電器在某段時(shí)間內(nèi)消耗的電能;第二類是根據(jù)動態(tài)電路的電阻變化分析計(jì)算某用電器實(shí)際功率的變化,譬如小燈泡亮度的變化;第三類就是對動態(tài)電路進(jìn)行計(jì)算。解決電

32、功率問題的一般思路:根據(jù)電路的連接狀況分析電路的工作狀態(tài),根據(jù)各部分電路的已知條件分析尋找求解未知量所需的隱含條件,再依據(jù)歐姆定律、電功率的公式(包括變形式)列出代數(shù)式(方程、方程組)解答。解決電功率問題的一般方法: (1)弄清引起電路狀態(tài)發(fā)生變化的原因是開關(guān)的通斷,還是滑動變阻器滑動引起變化。 (2)弄清電路各狀態(tài)的連接方式和接入此電路的用電器,必要時(shí)畫等效電路圖。 (3)弄清電壓表、電流表測的是哪部分電路的電壓和電流。 (4)抓住電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不變)或利用串并聯(lián)規(guī)律列式求解。解決電功率問題的關(guān)鍵:首先是分析清楚電路的狀態(tài),即需求解的部分電路中用電器個(gè)數(shù)及連接方式,其次

33、是與該部分電路中用電器相關(guān)的已知條件包括隱含條件,第三是此電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不受溫度影響)等。解決電功率問題思路的口訣:審題識電路,拆圖標(biāo)已知,建立關(guān)系式,給三能求九。就是說,審題的過程要將電壓表去掉,將電流表當(dāng)導(dǎo)線處理,看清屬于哪一類電路,一般難題分成簡單電路(單個(gè)用電器)電路、.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路三類;在識別電路的同時(shí),觀察電路變化了幾次,就有幾種工作狀態(tài)(一般考題中電路變化是利用開關(guān)的通斷和滑動變阻器滑片的移動引起電路的變化),拆圖標(biāo)已知的含義是電路變化幾次,就畫幾個(gè)等效電路草圖,在圖上標(biāo)出已知條件,根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)建立關(guān)系式,也就是方程(組)。通常從等效電路圖上

34、已知條件密集處就是解題的切入點(diǎn),一般情況下只要給出三個(gè)物理量就能求出九個(gè)物理量。這就是給三能求九。在完成上述的步驟之后,一般的電功率題就比較容易了。例1:如圖1所示電路,燈L上標(biāo)有“12V 9W”字樣,當(dāng)開關(guān)S和S1都閉合,變阻器的滑片P移到a端時(shí),燈恰好正常發(fā)光,電流表示數(shù)是1.25A,求:(1)變阻器的最大阻值是多少? (2)當(dāng)開關(guān)S閉合,S1斷開,變阻器的滑片P移到b端時(shí),燈消耗的功率是多少?分析思路:(1)求滑動變阻器電阻值需知道變阻器此時(shí)兩端電壓和通過它的電流;當(dāng)開關(guān)S、S1都閉合時(shí),P在a端,燈泡L與變阻器R1并聯(lián),電流表測干路電流;因?yàn)闊粽0l(fā)光,找出隱含條件:燈、變阻器和電源兩

35、端電壓都是12V;因?yàn)闊粽9ぷ?,可根?jù)銘牌計(jì)算出通過燈的電流,再根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)求出通過變阻器的電流。根據(jù)歐姆定律推導(dǎo)式計(jì)算變阻器的阻值。(2)要求燈消耗的實(shí)際功率,需要知道此時(shí)燈兩端的實(shí)際電壓和通過的電流(或燈泡的電阻根據(jù)P=I2R計(jì)算);當(dāng)開關(guān)S閉合,S1斷開,變阻器的滑片P移到b端時(shí),變阻器與燈L串聯(lián)接入電路,且變阻器全部接入電路,電流表測串聯(lián)電路電流;根據(jù)燈的銘牌可求得燈絲電阻RL,因?yàn)殡娫措妷簽?2V(已求得),可以計(jì)算此時(shí)電路中的電流I,再根據(jù)歐姆定律推導(dǎo)式求出此時(shí)燈兩端電壓為UL;燈消耗的功率就為P=ULI解:(1)當(dāng)開關(guān)都閉合時(shí),P在a端,燈泡L與變阻器并聯(lián),燈正常發(fā)光 通過

36、的電流: 因?yàn)闊鬖與變阻器直接并聯(lián)到電源兩端,所以: 變阻器最大值: (2)當(dāng)開關(guān)S閉合,斷開,滑片P滑到的b端時(shí),燈L與串聯(lián)。 燈的電阻: 串聯(lián)后總電阻: 電路中的實(shí)際電流:,燈兩端電壓U=IRL0.3A×164.8V 燈的實(shí)際功率: 或例2:在如圖6所示的電路中,電源電壓和燈泡電阻不變,電阻R1=12,燈L標(biāo)有“6V 12W”的字樣,電流表量程為03A,電壓表量程為015V,滑動變阻器R2上標(biāo)有“2.5A”字樣。(1)只閉合S1,電流表的示數(shù)為0.6A,求電源電壓; (2)當(dāng)閉合S1、S2和S3,并將滑片P移到b端時(shí),電流表的示數(shù)為1.2A,求滑動變阻器R2的最大阻值; (3)只

37、閉合S2時(shí),求電路總功率的最大值。分析思路:(1)只閉合S1時(shí),燈L與R1串聯(lián),電流表測此電路電流,電壓表測R1兩端電壓。求電源電壓即求出此時(shí)燈L和R1兩端總電壓,只要知道燈L的電阻和R1電阻值,即可根據(jù)U=IR計(jì)算它們的總電壓即電源電壓。R1阻值已知,燈絲電阻可由燈的銘牌求出。(2)當(dāng)閉合S1、S2和S3,并將滑片P移到b端時(shí), 燈L被短路,R1與R2并聯(lián),R2全部接入電路,電流表測干路電流,電壓表測電源電壓。求R2阻值,需知道R2兩端電壓和通過的電流。電源電壓已求得,則變阻器兩端電壓等于電源電壓,R1阻值已知,可求此時(shí)通過R1的電流,根據(jù)給出的總電流和并聯(lián)電路特點(diǎn),求出通過R2的電流。(3

38、)只閉合S2時(shí),燈L與R2串聯(lián),電流表測此時(shí)電路中電流,電壓表測R2兩端電壓。求最大功率,就是要考慮在電流表、電壓表和滑動變阻器安全的前提下,根據(jù)電路中的最大電流和最高電壓來計(jì)算功率。由于電源電壓為9V,不超過電壓表015V量程,所以電壓表安全,考慮電流值時(shí),要綜合分析燈和變阻器允許通過的電流,從變阻器允許通過的電流是2.5A來看,即電路中的電流不允許超過2.5A,再從燈的銘牌來看,可計(jì)算出燈正常工作允許通過的電流是2A。所以此時(shí)電路中允許通過的最大電流是2A,電壓是9V,因此電路消耗的最大功率是18W。解:(1)只閉合S1時(shí),燈L與R1串聯(lián), 燈泡的電阻: 電源電壓:(2)當(dāng)閉合和時(shí),燈L短

39、路,R1與R2并聯(lián),通過R1的電流: 滑動變阻器的最大阻值: (3)只閉合S2時(shí),燈泡L與R2串聯(lián),燈泡L的額定電流:為保護(hù)燈泡,電流為保護(hù)電流表,電流 為保護(hù)滑動變阻器,電流由此可得電路中的最大電流 電壓表量程015V,電源電壓9V,9V15V,電壓表始終是安全的。電路總功率的最大值6、(2010年浦東新區(qū)中考模擬)在圖6所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合電鍵S,電路正常工作。過了一會兒,燈L熄滅,兩電表指針發(fā)生同向偏轉(zhuǎn);另用一導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端,均再無其他現(xiàn)象發(fā)生。若電路中只有一處故障,且只發(fā)生在L或R上,由此可以判斷( )A. 可能是R斷路B. 可能是R短路C. 一定是L斷路D. 一定是

40、L短路1如圖2所示的電路中,電源電壓為6V,當(dāng)開關(guān)S閉合后,只有一只燈泡發(fā)光,且電壓表V的示數(shù)為6V,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是(    )A燈L1處短路B燈L2處短路C燈L1處斷路D燈L2處斷路2如圖3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。該電路的故障可能是(    )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的燈絲斷了電路故障燈泡短路原因:接線柱碰線現(xiàn)象:燈泡不亮斷路原因接線柱接觸不良燈絲燒壞(斷)現(xiàn)象:燈泡不亮電壓表短路原因:接線柱碰線現(xiàn)象:電壓表無示數(shù)斷路原因:接線柱接觸不良或損壞現(xiàn)象:電

41、壓表無示數(shù)與用電器串聯(lián)原因:與電壓表并聯(lián)的用電器斷路現(xiàn)象電壓表示數(shù)幾乎等于電源電壓電路電流幾乎為0不能使用電器正常工作電流表短路原因:接線柱碰線現(xiàn)象:電流表示數(shù)為0斷路原因:接線柱接觸不良,或電流表已燒壞現(xiàn)象:電流表無示數(shù)滑變短路原因接線柱錯(cuò)接“一上,一上”閉合開關(guān)前沒有調(diào)節(jié)滑片p位于“阻值最大處”現(xiàn)象:起不到保護(hù)作用,電路電流很大斷路原因:接線柱接觸不良或燒壞現(xiàn)象:整個(gè)電路被斷開接法錯(cuò)誤,連入電阻最大并不改變原因:接“一下,一下”現(xiàn)象:阻值不變,較大開關(guān)短路:不存在,相當(dāng)于開關(guān)閉合斷路:相當(dāng)于開關(guān)斷開照明電路的故障及判斷方法1. 常見的故障(1)斷路:如燈絲斷了,燈座、開關(guān)、掛線盒斷路,熔絲熔斷或進(jìn)戶線斷路等。斷路會造成用電器無法用電工作。(2)短路:如接在燈座兩個(gè)接線柱上的火線和零線相碰,插座內(nèi)兩根接線相碰。短路會把熔絲熔斷而使整個(gè)照明電路斷電,嚴(yán)重者會燒毀線路引起火災(zāi)。(3)過載:電路中用電器的總功

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