初中物理電路動(dòng)態(tài)分析和電路故障分析專題

1、電路動(dòng)態(tài)分析和電路故障分析電路動(dòng)態(tài)分析知識(shí)精要一、什么是動(dòng)態(tài)電路問題？動(dòng)態(tài)電路是指當(dāng)電路中的電阻、電鍵等發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起電路中的電流、電壓等電學(xué)物理量發(fā)生變 化的現(xiàn)象。在初中物理中，一般會(huì)有以下兩種原因：1滑動(dòng)變阻器的滑片 P的位置的變化引起電路中電學(xué)物理量的變化。2電鍵的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化。二、動(dòng)態(tài)電路問題的解題思路什么？1、對(duì)滑動(dòng)變阻器的滑片 P的位置的變化引起電路中電學(xué)物理量的變化問題，方法：明確電路 （電壓表直接去掉，電流表看做導(dǎo)線，簡(jiǎn)化電路，明確電阻或用電器的串并聯(lián)關(guān)系）；判斷準(zhǔn)各電流表、電壓表的測(cè)量對(duì)象（每個(gè)電表分別測(cè)的是誰的電壓和電流）；滑動(dòng)變阻器的滑片 P向

2、某個(gè)方向滑動(dòng)后，使電路的 總電阻發(fā)生了怎樣的變化；再根據(jù)歐姆定律判斷電流、電壓的變化。（注意串、并聯(lián)電路電流、電壓關(guān)系的運(yùn)用）。2、對(duì)電鍵的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化問題，方法：明確電鍵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(jiǎn)化電路）；明確電鍵斷開和閉合時(shí)各電流表、電壓表的測(cè)量對(duì)象；再根據(jù)歐姆定律判斷電流、電壓的變化。（注意串、并聯(lián)電路電流、電壓關(guān)系的運(yùn)用）。三、動(dòng)態(tài)電路問題的題型有哪些？第一種類型：滑動(dòng)變阻器的滑片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(dòng)變阻器的滑片 P的位置的變化引起的變化問題。2、并聯(lián)電路中滑動(dòng)變阻器的滑片 P的位置的變化

3、引起的變化問題。第二種類型：電鍵的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化。1、串聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化問題。2、并聯(lián)電路中開關(guān)的斷開或閉合引起的變化問題。第三種類型：電學(xué)物理量的差值、比值、乘積、變化量等問題。1、串聯(lián)電路中電學(xué)物理量的差值、比值、乘積、變化量等問題。2、并聯(lián)電路中電學(xué)物理量的差值、比值、乘積、變化量等問題。題目精解一、滑動(dòng)變阻器的滑片 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(dòng)變阻器的滑片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(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，請(qǐng)你判斷 A表和V表的變化。表示引起電路變化；“ T ”表示物理量增大或

4、電表示數(shù)增大;”表示物理量減小或電表示數(shù)減小。分析：本題中，為了分析表達(dá)的簡(jiǎn)潔，我們約定一套符號(hào)Ui，V 表"電壓表改接在滑動(dòng)變阻器的兩端，當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，請(qǐng)判斷A表和V表的變化。圖1RiP 左移一 R2J一RJ一IT一A表T。Ri 不變 一 IR# 一 UiT f v 表T。判斷V表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理來分析:變式訓(xùn)練題參考上圖，在伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中，若由于各種原因,例2如圖2,當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，A表和V表將如何變化。我們可以將電流表簡(jiǎn)化成導(dǎo)線,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。將電壓表簡(jiǎn)化成斷開的電鍵或干脆拿掉。此時(shí)可以容易地看

5、出，這是一個(gè)串聯(lián)電路。而且發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的滑片已經(jīng)懸空，滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻，所以A表示數(shù)不變。電壓表在本電路中，是測(cè)量Ri和R2部分電阻之和的電壓，當(dāng)滑片 P向左移動(dòng)時(shí)，被跨接在電壓表內(nèi)的電阻隨著變小，根據(jù)分壓原理：V表示數(shù)減小。變式訓(xùn)練題如圖3,當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，A表和V表將如何變化。P向右移動(dòng)時(shí)例3在如圖4所示電路中，當(dāng)閉合電鍵后，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片(A)安培表示數(shù)變大，燈變暗。(B)安培表示數(shù)變小，燈變亮。(C)伏特表示數(shù)不變，燈變亮。(D)伏特表示數(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(cè)量電源電壓，因此當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向右移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)將不會(huì)

6、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，小燈的電阻由于溫度的變化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。從串聯(lián)電路的分壓角度分析，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Do變式訓(xùn)練題在如圖5所示電路中，當(dāng)閉合電鍵后，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向右移動(dòng)時(shí)()(A)伏特表示數(shù)變大，燈變暗。(B)伏特表示數(shù)變小，燈變亮。(C)安培表示數(shù)變小，燈變亮。(D)安培表示數(shù)不變，燈變暗。圖4圖5圖6圖72 .并聯(lián)電路中滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化例4如圖6,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，Ai表、A2

7、表和V表將如何變化？分析：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(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí)，對(duì) Ri這條支路沒有影響，所以電流表 Ai示數(shù)不變?；琍右移，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(huì)變小。變式訓(xùn)練題如圖7,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，Ai表、A2表和V表將如何變化？、電鍵的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化3 .串聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化例5在如圖8所示的電路中，將電鍵K閉合，則安培表的示數(shù)將 ，伏特表的示數(shù)將 （均 填變大”、變小"或不變”。）分析：在電鍵尚未閉合前，兩

8、個(gè)電阻組成串聯(lián)電路。電壓表測(cè)量Ri兩端的電壓，電鍵 K閉合后，電阻R2被局部短路，電壓表變成測(cè)量電源兩端的電壓了，因此電壓表的示數(shù)將變大。在電鍵尚未閉合前，電流表測(cè)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?。浑婃IK閉合后，電阻 R2被局部短路，電路中的電阻只有 Ri 了，因此電流表的示數(shù)將變大。變式訓(xùn)練題在如圖9所示的電路中，當(dāng)電鍵 K斷開時(shí)，電阻 Ri與R2是 聯(lián)連接的。電鍵 K4 .并聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化例6在圖i0中，燈?L Li和燈泡L2是 聯(lián)連接的。當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)將 電流表的示數(shù)將 （選填 蹭大"、不變“或 減小” J分析：本題的難度首

9、先在電路的識(shí)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。電流表是串聯(lián)在小燈Li的支路中的，所以電鍵閉合時(shí)，電流表的示數(shù)從0變到有讀數(shù)，應(yīng)該選填“增大”。電壓表是測(cè)量電源電壓，而且不受電鍵控制，所以示數(shù)“不變”圖11圖12圖13變式訓(xùn)練題在圖11中，燈泡L1和燈泡L2是聯(lián)連接的。當(dāng)電鍵 K斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)將；電流表A1的示數(shù)將 ,電流表A2的示數(shù)將 （選填 揩大"、不變“或 減小” J電路故障分析知識(shí)精要一、1、簡(jiǎn)單的電路故障一般來說，造成電路故障的原因主要有元件的短路、斷路兩種。名稱定義通路處處相通的電路，它是電路正常工作的狀態(tài)。斷路電路某處斷開

10、，電流無法通過的電路叫斷路（或叫開路）。短路電路中某個(gè)用電器（或某段電路或電源兩端）被導(dǎo)線直接并聯(lián)，電流不經(jīng)過 用電器直接經(jīng)過導(dǎo)線的現(xiàn)象。2、故障產(chǎn)生的原因電路出現(xiàn)故障在物理實(shí)驗(yàn)中是經(jīng)常發(fā)生的。由于元件損壞、接觸不良、實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)、電路元件接錯(cuò) 而造成短路或斷路。上海中考中，電路故障命題要求是故障只能發(fā)生在兩個(gè)用電器的其中一個(gè)上（定值電阻、小燈泡或滑 動(dòng)變阻器），故障原因只能為其中一個(gè)用電器發(fā)生短路或斷路。按電路我們又可以分為串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的故障分析。故障的一些簡(jiǎn)單的原因與現(xiàn)象如下表所示:、電路故障的基本判斷方法電路故障燈泡短路原因：接線柱直接用導(dǎo)線連接現(xiàn)象：燈泡不亮斷路原因接線柱接觸不良

11、燈絲燒壞（斷）現(xiàn)象：燈泡不亮滑動(dòng)變 阻器短路原因接線柱錯(cuò)接同上”閉合電鍵前沒有調(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?cè)颍航油隆爆F(xiàn)象：阻值不變，較大我們一般先由燈的亮滅、電表示數(shù)的有無或突然示數(shù)變大變小來初步判斷電路是短路還是斷路，然后 利用電壓表、電流表或?qū)Ь€來具體查找是哪段電路出現(xiàn)故障。（1）導(dǎo)線法如圖所示S閉合，L1、L2不亮，用導(dǎo)線把a(bǔ),b兩點(diǎn)連接起來，燈不亮說明開 Q Q 關(guān)完好，若用導(dǎo)線和bc或cd連接起來燈亮，說明：導(dǎo)線與哪一部分并聯(lián)，另LI L2一只燈亮，則與導(dǎo)線并聯(lián)的那一部分?jǐn)?/p>

12、路。S人（2）電流表法_ 111 .如上圖S閉合，Li、L2不亮，把電流表連入 ab、bc、或cd之間燈亮，則可 之判定：電流表與哪一部分并聯(lián) ，電流表有讀數(shù)，另一只燈亮，則與電流表并聯(lián)部分?jǐn)嗦?。?）電壓表法如上圖S閉合，Li、L2不亮，把電壓表與 ad連接若有讀數(shù)，電源完好。當(dāng)與 ab連接時(shí)電壓表有讀數(shù)，燈 不亮，則開關(guān)處有斷路（或接觸不良）。若無讀數(shù)，則 s完好。當(dāng)與bc或cd連接時(shí)，若電壓表有讀數(shù)，則 電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚魺o讀數(shù)，則電壓表并聯(lián)部分完好。三、電路故障的電路分類（一）串聯(lián)電路的故障分析（1）斷路：串聯(lián)電路發(fā)生斷路時(shí)，其特征是整個(gè)電路均無電流通過（或每個(gè)用電器都沒電流通過

13、） 用電表判斷：串聯(lián)電路中有一處斷路，（總電流為零），可先用電壓表測(cè)量電源電壓，若測(cè)得電壓不為零，說明電源供電0處，說明此處沒有發(fā)生斷路，若正常。然后再用電壓表分別測(cè)量各用電器兩端的電壓，凡是測(cè)得電壓為 測(cè)得某用電器兩端電壓 =電源電壓，則這個(gè)用電器一定斷路了。電壓表示數(shù)為電源電壓= 與電壓表并聯(lián)的電器斷路電流表無示數(shù)斷路電壓表無示數(shù)=> 電壓表并聯(lián)以外電路斷路（2）短路：串聯(lián)電路發(fā)生電源短路時(shí)，其特征是在短路的導(dǎo)線中（或路徑）電流很大，是電路危險(xiǎn)的;若發(fā)生局部短路時(shí)，特征是該用電器兩端電壓為0,且該用電器中無電流通過。用電表判斷：串聯(lián)電路中有某處發(fā)生局部短路（總電阻變小，總電流變大）可

14、用電壓表分別測(cè)量各用電器兩端的電壓， 凡電壓表有示數(shù)的（接近電源電壓）用電器都沒有發(fā)生短路，而電壓表示數(shù)為零的地方就是發(fā)生局部短路 的地方。電壓表無示數(shù);> 與電壓表并聯(lián)的電器短路電流表有示數(shù)（變大）=>短路,I電壓表示數(shù)為電源電壓=>電壓表并聯(lián)以外電路短路（二）并聯(lián)電路的故障分析1L2C（1）斷路：并聯(lián)電路發(fā)生斷路時(shí)，其特征是被斷路的路徑（干路或支路）中無電流通過。（2）短路：并聯(lián)電路發(fā)生短路時(shí)，其特征必是在電源短路，在短路的路徑中電流很大，而各支路中無電流通過。用電表判斷：并聯(lián)電路中出現(xiàn)的故障都是斷路。因?yàn)椴⒙?lián)電路中任何一用電器短路，整個(gè)電路被短路（電源短路）。凡開路處，

15、此處定無電流通過，電流表無示數(shù)。電流表無示數(shù)=>與電流表串聯(lián)的電器斷路電壓表有示數(shù)二> 斷路<I電流表有示數(shù)=>電流表串聯(lián)以外電路斷路四、電路故障基本題型題型一：簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路中燈泡先正常工作，過一段時(shí)間，燈熄滅問題。題型二：簡(jiǎn)單的并聯(lián)電路中燈泡先正常工作，過一段時(shí)間，燈熄滅問題。題型三：電路中因某個(gè)用電器故障，導(dǎo)致電表示數(shù)變化問題。題型四：故障后用電表或其他用電器二次檢驗(yàn)問題。題目精解一、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12中，當(dāng)電鍵 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

16、好，請(qǐng)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Li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Li斷路。變式訓(xùn)練題在如圖13所示的電路中，電源電壓等于6伏，合上電鍵后電壓表示數(shù)為6伏。經(jīng)分析得出，電路中可能發(fā)生的情況是：。例8在如圖14所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵 KB,燈Li、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，則產(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

17、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(huì)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(huì)導(dǎo)致電流表示數(shù)變0;小燈L1短路，也會(huì)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CoK,電路正常工作。一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)變式訓(xùn)練題在圖15所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵其中一個(gè)電壓表示數(shù)變大，則（）（D）電阻R可能短路。圖14圖15圖16（A）燈L可能變亮。（B）燈L亮度可能不變。（C）電阻R可能斷路。例9在圖16所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵KB,燈L1、L2都發(fā)光，一段時(shí)間后，其中的一盞燈突然變亮

18、，而電壓表Vi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Li短路。（C）燈L2斷路。（D）燈L2短路。分析：屬于電路故障分析題?！耙欢螘r(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，一定是小燈L2突然變亮;電壓表Vi的示數(shù)變小說明小燈 L1發(fā)生了短路。本題正確答案為Bo專題練習(xí)1.圖17中，A、B、C、D是滑動(dòng)變阻器的四個(gè)接線柱。若將A、C分別與圖中電路的導(dǎo)線頭M、N相連接，閉合電鍵后，當(dāng)滑動(dòng)片 P向右移動(dòng)時(shí)，安培表的示數(shù)將 (填變大"、不變”或變小”)若將D與N相連接，接線柱與M相連接，則閉合電鍵后，滑動(dòng)片 P向左移動(dòng)時(shí)，伏特表的示數(shù)增大。2.nLiCOJp一OD R圖17I卜TRi圖18在如圖18所示的電路圖中，當(dāng)電鍵K閉合時(shí)圖19(A)整個(gè)電路發(fā)生短路。(B)電流表示數(shù)變小。(C)電流表示數(shù)不變化。(D)電流表示數(shù)變大。3.在圖19所示的電路中，當(dāng)電鍵 K閉合時(shí)，燈L2均不亮。某同學(xué)用一根導(dǎo)線去查找電路的故障。他將導(dǎo)線先并接在燈L1兩端時(shí)發(fā)現(xiàn)燈L2亮,燈L1不亮，然后并接在燈 L2兩端時(shí)發(fā)現(xiàn)兩燈均不亮。由此可以判斷(A)燈L1斷路。(B)燈L1短路。(C)燈L2斷路。(D)燈L2短路。4.如圖20所示,電阻R1的阻值為20歐，R2為40歐，