電路動(dòng)態(tài)分析與電路故障分析專題

電路動(dòng)態(tài)分析與電路故障分析專題電路動(dòng)態(tài)分析題和電路故障分析題是初中學(xué)生物理學(xué)習(xí)過程中的一個(gè)難點(diǎn)，其原因是這兩類題目對(duì)學(xué)生有較高的能力要求。進(jìn)行電路故障分析，要以電路動(dòng)態(tài)分析能力作為基礎(chǔ)，而電路故障分析又是電路動(dòng)態(tài)分析的載體，因此我們將這兩類分析題整合成一個(gè)專題進(jìn)行復(fù)習(xí)有利于提高復(fù)習(xí)的效率。在編排順序中，我們以電路動(dòng)態(tài)分析作為主線，而將電路故障作為電路動(dòng)態(tài)變化的一個(gè)原因。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。分析：本題中，為了分析表達(dá)的簡潔，我們約定一套符號(hào)：“→”表示引起電路變化；“↑”表示物理量增大或電表示數(shù)增大；“↓”表示物理量減小或電表示數(shù)減小。P左移→R2↓→R↓→I↑→A表↑。R1不變→IR1↑→U1↑→V表↑。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：R2↓→U2↓→U1↑→V表↑。[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，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1

圖2

圖3[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。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電鍵或干脆拿掉。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(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R1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。[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P向右移動(dòng)時(shí)

（

）(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P向右移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)將不會(huì)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D。[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)，A1表、A2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)R1這條支路沒有影響，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(huì)變小。[變式訓(xùn)練題]如圖7，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，A1表、A2表和V表將如何變化？二、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[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，兩個(gè)電阻組成串聯(lián)電路。電壓表測(cè)量R1兩端的電壓，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R1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R1與R2是________聯(lián)連接的。電鍵K閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)將________(選填“變小”、“不變”或“變大”)。

圖8

圖9

圖102．并聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化[例6]在圖10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(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L1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“增大”、“不變”或“減小”)。

三、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。[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，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L2斷路。分析：這是一個(gè)并聯(lián)電路?？梢圆捎门懦āＰ鬖2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C。[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K，電路正常工作。一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)電壓表示數(shù)變大，則（

）(A)燈L可能變亮。(B)燈L亮度可能不變。(C)電阻R可能斷路。(D)電阻R可能短路。

圖14

圖15

圖16[例9]在圖16所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵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：屬于電路故障分析題?！啊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。

圖17

圖18

圖192.

在如圖18所示的電路圖中，當(dāng)電鍵K閉合時(shí)（

）(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L1、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，當(dāng)電鍵K斷開時(shí)，電流表A的示數(shù)為0.1安，則電源電壓為______伏。若電鍵K閉合時(shí)，電流表A的示數(shù)為______安。

圖20

圖21

圖225.

在圖21所示的電路中，電源電壓為6伏。當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，只有一只燈泡發(fā)光，且電壓表V的示數(shù)為6伏。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。6.

如圖22所示，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)(

)

(A)電流表A示數(shù)不變，電壓表V示數(shù)不變。

(B)電流表A示數(shù)不變，電壓表V示數(shù)變大。

(C)電流表A示數(shù)變小，電壓表V示數(shù)變大。

(D)電流表A示數(shù)變小，電壓表V示數(shù)不變。7.

如圖23所示，閉合電鍵K，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電流表A的示數(shù)將________(選填“變小”、“不變”或“變大”)。

圖23

圖248.

在電路中，發(fā)生了如圖24所示的現(xiàn)象，已知電路中只有一處故障，且除兩個(gè)燈泡外其余部分均完好，現(xiàn)有導(dǎo)線、電壓表、電流表，在不拆開電路的情況下，請(qǐng)?zhí)暨x合適的器材判斷電路的故障，寫出兩種判斷方法，包括所用器材、觀察到的現(xiàn)象和結(jié)論：___________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________。

初中物理專題復(fù)習(xí)專題[一]參考答案1．變?。籅。

2．D。

3．A。

4．6；0.15。

5．B．

6．A。

7．不變。8．方法一：用一根導(dǎo)線并聯(lián)在L1兩端，若L2發(fā)光，說明L1斷路。方法二：用電流表并聯(lián)在L1兩端，若電流表有示數(shù)且L2發(fā)光，說明L1斷路。若電流表沒有示數(shù)，且L2不發(fā)光，說明L2斷路。方法三：用電壓表并聯(lián)在L1兩端，若電壓表示數(shù)等于電源電壓，說明L1斷路。若電壓表示數(shù)等于零，說明L2斷路。2009年中考電路動(dòng)態(tài)分析與故障判斷專題練習(xí)一、填空題1、在如圖1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”)。

圖1圖2圖3

2、在圖2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________；電流表的示數(shù)將__________(選填“增大”、“不變”或“減小”)。

3、在圖3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好，請(qǐng)分析造成這種情況的原因可能有：_____________________。二、選擇題

4、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P向右移動(dòng)時(shí)

（

）(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。

圖4圖5圖65、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。

6、在如圖6所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵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，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L2斷路。

7、在圖7所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵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。

圖7圖8圖9圖10三、簡答題

8、如圖8，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。

9、如圖9，當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，A表和V表將如何變化。

10、如圖10，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，A1表、A2表和V表將如何變化？

參考答案

一、填空題

1、分析：在電鍵尚未閉合前，兩個(gè)電阻組成串聯(lián)電路。電壓表測(cè)量R1兩端的電壓，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，故電流較小；電鍵K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。2、分析：本題的難度首先在電路的識(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L1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”。3、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。二、選擇題

4、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P向右移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)將不會(huì)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