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(含詳細標準答案)

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；R若V1=0而V2示數(shù)很大，說明L2都斷路。測L2 電壓。閉合開關后，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，

3、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圖1 （甲）用電器（電阻）的連接關系問題。不能確定各 個電阻之間的連接關系，就無法確定可以利用 的規(guī)律，更談不到如何解決問題。因此正確識 別電路是解決電學問題的前提。當然首先必須

4、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1 （甲）、（乙），這是簡化、改畫 電路圖的最終結果。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。1 .電流流向法3 / 14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匡2t甲】出電流通過電阻的各條路經(jīng)，一直達到 電源的負極。例1 :在圖2 （甲）所示電路中，三 盞燈是如何連接的，開關閉合后，電流 表測量的是哪部分的電流?做法：先標

5、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2 （乙）。分析：從圖2 （乙）中可以看出，點a是最初的電流分支點，點b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L1,所以電流表測量的是通過燈Li的電流。2 .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圖3伸）圖3 （乙）應在簡化后的電路上標出。例2 :如圖3 （甲）所示電路中，

6、三個電阻是聯(lián)的。電壓表V 1的示數(shù)為3 / 143 V, V2的示數(shù)為5 V,電源電壓 8 V （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3 （乙）所示。兩圖比 較可知，電壓表V 1測量的是R 1和R3兩端的電壓U 1 + U3,電壓表 V2測量的是R 1和R2兩端的電壓U 1+U2,兩個電壓表的示數(shù)之和 大于電源電壓。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

7、處 斷 開，結合電流流向法，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3:圖4 （甲）所示電路中，電源電壓是6 V,開關閉合后電 壓表的示數(shù)為4 V,問：燈LI、L 2兩端電壓各為多少？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4 （乙） 所示，這個問題就迎刃而解了。4 .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

8、的電阻補充到這些點之間， 節(jié)點法和直線法有著相輔相 成的關系。大多數(shù)時間比直線法來得更直接、更簡潔。例4:圖5 （甲）所示電路中，三個電阻是聯(lián)的；電流表A1測量的是通過電阻 的電流。電流表A 2測量的是 的電流。分析：將圖5 （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a點（電 源正極），另外兩個位置都是b點（電源負極）。如圖5 （乙）所示。 三個電阻都連接在a b兩點之間，通過三個電阻的電流方向都是從a 到b,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5（丙）所示?？梢灾涝娏鞅鞟 1的位置通過的是R 2和R 3的電流I 2

9、+ I 3 ;原電流表A 2的位置通過的是R 1和R 2的電流II + 12。本題中兩個電流表的位置跟例2 （圖3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 通斷、變阻器滑片移動、電路故障），分析判斷電 一 路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律分析電路中電流 中R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

10、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R減小R總減小I增大CA表變大。R不變IR1增大U1增大CV表變大。判斷表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點來分析：R減小TU2減小Ui增大CV表變大。例2如圖2,當滑片p向左移動時，小表和e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

11、成了定值電阻，電流表 測串聯(lián)電路的電流，所以OA表示數(shù)不變。即：P左移f R+R不變一。 不變在本電路中，電壓表是測量 R和R部分電阻之和的總電壓，當 滑片P向左移動時，被跨接在電壓表內的電阻隨著變小， 根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點：CV表示數(shù)減小。當閉合開關后，滑動變阻器的滑動片(B)電流表示數(shù)(D)電壓表示數(shù)例3在如圖3所示電路中,P向右移動時(A)電流表示數(shù)變大，燈變暗。變小，燈變亮。(C)電壓表示數(shù)不變，燈變亮。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，11Tl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R大

12、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田圖4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=UI也將變小，所以小燈的發(fā)光將變暗。本題正確答案為Do（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，。1表、A2表和(V表將如何變化？分析：(V測電源兩端電壓，御測R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R這條支路

13、沒有影響，所以電流表(A1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)也會變小。2、開關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S閉合，則電流表的示數(shù)將,電壓表白示數(shù)將 (均填“變大”、“變小”或“不變”)。分析：在開關尚未閉合前，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??；開關 S閉合后, 電阻R被局部短路，電路中的電阻只有 R 了，因此電流表的示數(shù)將 變大。在開關尚未閉合前，兩個電阻組成串聯(lián)電路。電壓表測量 R兩端的電壓，開關S閉合后，電阻R被局部短

14、路，只有R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來分析開關閉合后電壓表的示數(shù)變化圖6(2)并聯(lián)電路中開關的斷開或閉合引起的變化例6在圖6中，燈泡Li和燈泡L2是聯(lián)連接的。當開關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，就容圖7 易看出這個電路是“并”聯(lián)電路。電流表串聯(lián)在小燈 Li的支路中，所 以開關閉合時，電燈Li接入電路，電流表的示數(shù)從0變到有讀數(shù)，應 該選填“增大”。電壓表并聯(lián)在L2兩端，也即測量電源電壓，而

15、且不 受開關控制，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. 1 一_ I 電壓表沒有接好或電壓表損壞；2.小燈L2短路；寧 電 版 Y 3.小燈Li斷路。起先，電壓表有示數(shù)，說明不 一存在原因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。例8在如圖8所示電路中，電源電壓不變。閉合開關 KB, 燈Li、L2都發(fā)光。一段時間后，其

16、中一燈突然熄滅，而電流表、電壓 表的示數(shù)都不變，產生這一現(xiàn)象的原因可能是(A)燈Li短路。(B) 燈L2短路。(C)燈Li斷路。(D)燈L2斷路。分析：這是一個并聯(lián)電路。可以采用排除法。小燈L2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Li短路，也會導致兩燈都不亮；11 / 14一燈熄滅而電表示數(shù)都不變，只有小燈Li發(fā)生斷路時才有此可能。本題正確答案為Co例9在圖9所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關KB,燈Li、L2都發(fā)光，一段時間后，其中的一盞燈突然變亮，而電壓表 V的示數(shù)變小，電壓表 上的示數(shù)變大，則產生這一現(xiàn)象的原因是（A）

17、燈Li斷路。（B）燈Li短路。（C）燈匕斷路。（D）燈L2短路。分析：應用“去表法”可以判斷此電路是Li、L2組成的串聯(lián)電路 “一段時間后，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V的示數(shù)變小說明小燈Li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。 它產生的原因主要有：元件本身存在問題，如元件內部開路、短路； 連接時選用的器材不當（如Ri>>R2 ;電路導線接觸

18、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， 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,閉合開關時，兩燈都不亮，電壓表示數(shù)為 0。則 原因可能是（）A、Li短路 B、L2短路 C、Li開路 D、L2開 .”；飛） 路"N.分析：閉合開關時，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Li還是L2開路呢？可以通過電壓表的

19、示數(shù)來進行分析， 因為電壓表測量Li兩端 電壓，若是Li開路，則電壓表應與L2串聯(lián)接在電源兩端，它應該有 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 a例2、如圖2,閉合開關時，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、Li短路B、L2短路C、Li開路開路D、分析：閉合開關時，電流表有示數(shù)（或指針偏轉），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Li還是L2短路呢？可以通過電壓表的示數(shù)來進行分析。可 以假設一下，若是Li短路，那么Li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

20、可以確定是 L2被部分短路 因此本題的正確選項是B。ii / i4例3、如圖3,閉合開關時，Li發(fā)光而L2不亮,11X_1LI 12 肉 則原因可能是：A、L2開路B、L2開路C、Ri比R2大得多 D、Ri比 也小得多分析：閉合開關時，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，一Li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，卸i.而從電路中不能看出L2被短接，因而故障應是 也比Ri小得多。因此 本題的正確選項是 a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,閉合開關時，電流表 A與A的示數(shù)相同，則原因可 能是（）A、Li短路 B、L2短路 C、Li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A的示數(shù)相同，即I=I i,說明干路和 Li所在支路是通路，從并聯(lián)電路的電流特點分析：I = I i + l2 ,因此I 2=0, 即電流表A