專題05 動(dòng)態(tài)電路與故障分析（原卷版）

專題05動(dòng)態(tài)電路與故障分析【解題技巧】一、動(dòng)態(tài)電路題型：含滑動(dòng)變阻器的串并聯(lián)電路分析，由開(kāi)關(guān)斷開(kāi)閉合引起的電路分析。此類問(wèn)題一定要從局部電路電阻的變化→整體電流變化→局部電路電壓電流變化，甚至于電功率的變化問(wèn)題。二、故障電路：1.電路故障有短路和斷路兩種類型

電路中出現(xiàn)短路時(shí),電路中有電流通過(guò)(電流表有示數(shù)),被短路兩點(diǎn)之間沒(méi)有電壓

電路中出現(xiàn)斷路時(shí),斷路部分沒(méi)有電流通過(guò)(電流表無(wú)示數(shù)),斷路兩點(diǎn)之間有電壓?！纠}精析】一．電流表、電壓表在判斷電路故障中的應(yīng)用1．如圖所示，電源電壓3V保持不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為0V，電壓表V2的示數(shù)為3V，電流表示數(shù)為0.2A，小燈泡不發(fā)光；向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)均不變，電流表的示數(shù)變小。下列關(guān)于電路故障判斷，正確的是（）A．小燈泡開(kāi)路，滑動(dòng)變阻器連接正常 B．小燈泡短路，滑動(dòng)變阻器連接正常 C．滑動(dòng)變阻器開(kāi)路，小燈泡連接正常 D．滑動(dòng)變阻器短路，小燈泡連接正常2．在如圖所示的電路中，R1、R2為定值電阻且阻值相等，電源電壓保持不變。閉合開(kāi)關(guān)S后，電路正常工作，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I。一段時(shí)間后電路出現(xiàn)故障，若電路中只有一處故障，且只發(fā)生在電阻R1或R2上。為查找故障，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)將電阻R1和R2的位置互換，再閉合開(kāi)關(guān)觀察電表示數(shù)。請(qǐng)根據(jù)信息寫(xiě)出互換前后兩電表的示數(shù)及其對(duì)應(yīng)的故障。示例：電壓表示數(shù)從0變?yōu)?U，電流表示數(shù)始終為0，則R1斷路。（寫(xiě)出示例以外的所有情況）。3．AB和CD是完全相同的兩條帶有絕緣皮的導(dǎo)線，它們并行地埋設(shè)在甲、乙兩地之間，如圖甲所示（假設(shè)AB和CD導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的阻值為r）。由于深埋地下，當(dāng)兩導(dǎo)線上發(fā)生斷路、兩導(dǎo)線之間發(fā)生短路及發(fā)生漏電現(xiàn)象（即相當(dāng)于兩根導(dǎo)線之間在漏電處接入一個(gè)未知電阻）時(shí)，故障位置不容易被觀察到。為了判斷故障的類型和位置，維修人員通常在導(dǎo)線的左右兩側(cè)安裝檢測(cè)電路。若在左側(cè)安裝檢測(cè)電路，其中已知電阻R0為保護(hù)電阻，右側(cè)加裝電壓表V2，如圖乙所示。若電流表有示數(shù)，且電壓表V1與電壓表V2的示數(shù)幾乎相同，可視為導(dǎo)線無(wú)故障。請(qǐng)分析維修人員檢測(cè)數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：（1）若檢測(cè)電路中電流表示數(shù)為0，電壓表V2示數(shù)為0，表明輸電線故障為。（2）若檢測(cè)電路中電流表為I，電壓表V1示數(shù)為U，電壓表V2示數(shù)為0，表明輸電線故障為。則故障處與甲地的距離約為。（用r、I、U、R0表示）（3）若檢測(cè)電路中電流表為I，電壓表V1示數(shù)為U，電壓表V2示數(shù)為U′，且U′明顯的比U小，則表明輸電線故障為。則故障處與甲地的距離約。（用r、I、U、U′、R0表示）4．如圖，電源電壓恒定，R0為定值電阻，在壓敏電阻Rx上放有托盤(pán)，托盤(pán)上放有底面積為100cm2，上端開(kāi)口面積為75cm2的100g容器（不計(jì)托盤(pán)的質(zhì)量），容器裝有適量水，閉合開(kāi)關(guān)，用輕質(zhì)足夠長(zhǎng)的硬桿連接不吸水密度均勻的實(shí)心長(zhǎng)方體，使其緩慢浸沒(méi)于水中．當(dāng)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為800Pa時(shí)，容器對(duì)壓敏電阻Rx的壓力為F1，電壓表示數(shù)為6V；當(dāng)硬桿的力為2.5N時(shí)，物體靜止在容器底部，物體上表面距水面0.5cm，容器對(duì)電阻Rx的壓強(qiáng)相比未放入物體時(shí)變化了2750Pa（若溢出水，則溢出的水不會(huì)滯留在容器外壁和托盤(pán)中）．圖乙是水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)與物體下表面浸入水中深度H的圖象．壓敏電阻上表面的受力面積為20cm2，其電阻值Rx，隨壓力F的變化關(guān)系如表．（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）F/N891011…1718Rx/Ω28221816…119（1）求未放入物體時(shí)，容器中水的質(zhì)量；（2）求水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p1；（3）長(zhǎng)方體所受的重力；（4）若撤去硬杠上的力，長(zhǎng)方體靜止在水中，此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為p2，容器對(duì)壓敏電阻Rx的壓力為F2，電壓表示數(shù)為4V，求該電路的電源電壓．二．電路的動(dòng)態(tài)分析5．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．電流表A1的示數(shù)變小，電流表A2的示數(shù)變大 B．電流表A1的示數(shù)和電流表A2的示數(shù)同時(shí)變大 C．電壓表的示數(shù)變大，電流表A1的示數(shù)變小 D．電壓表的示數(shù)不變，電流表A1的示數(shù)變小6．如圖所示的電路中，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí)，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生了變化，電表的示數(shù)分別用I、U1、U2、U3表示，電表的示數(shù)變化量大小分別用△I、△U1、△U2、△U3表示，下列判斷正確的是（）A．U1變大，I變大 B．U2變大，I變小 C．U2I變大，△U2△I不變 7．在如圖所示電路中，電源電壓保持不變。閉合開(kāi)關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大 B．電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變大 C．電流表的示數(shù)與電流表的示數(shù)同時(shí)變大 D．電流表的示數(shù)與電流表的示數(shù)同時(shí)變小8．如圖所示的電路，電源電壓保持不變，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小 B．電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小 C．R兩端的電壓和消耗的功率都變小 D．電路消耗的總電功率變大9．如圖1所示電路是在環(huán)境溫度為10℃左右的條件下工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖。箱內(nèi)電阻Rl為定值電阻，R2為熱敏電阻，其阻值隨溫度變化的圖線如圖2所示，電源電壓為12V．當(dāng)電壓鑒別器的兩接入點(diǎn)a，b間的電壓Uab小于2V時(shí)，鑒別器將使開(kāi)關(guān)S接通，使恒溫箱內(nèi)的電熱絲通電而發(fā)熱，從而使箱內(nèi)溫度升高；當(dāng)Uab大于4V時(shí)，鑒別器將使S斷開(kāi)，停止加熱。則（）A．為了將恒溫箱內(nèi)最低溫度控制在15℃，需R1＝10kΩ B．降低電源電壓，可降低恒溫箱內(nèi)的最低溫度 C．增大R1電阻值，可提高恒溫箱內(nèi)的最低溫度 D．當(dāng)R1＝5kΩ時(shí)，可將恒溫箱內(nèi)最高溫度控制在50℃10．如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。下列關(guān)于電路故障的判斷，正確的是（）A．若R1斷路，電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)為零 B．若R2斷路，電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大 C．若R3斷路，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)變小 D．若R4短路，電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大11．如圖所示的電路中，A、B兩點(diǎn)之間電壓U保持不變，電路連接完好且使用的電表均為理想電表。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從最左端向右滑動(dòng)過(guò)程中（）A．電壓表V1和電流表A的示數(shù)之比增大 B．電壓表V2和電流表A的示數(shù)之比不變 C．電壓表V1示數(shù)的變化量和電流表A示數(shù)變化量的比值絕對(duì)值|△UD．電壓表V2示數(shù)的變化量和電流表A示數(shù)變化量的比值絕對(duì)值|△12．如圖所示，電源電壓4V（不計(jì)內(nèi)阻），電流表的量程選擇0﹣0.6A，電壓表的量程選擇0﹣3V，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“20Ω1A”，定值電阻的規(guī)格是“10Ω0.4A”，在保證電路安全的情況下，以下說(shuō)法正確的是（）A．電流表的示數(shù)變化范圍0.1A～0.3A B．電壓表的示數(shù)變化范圍是1V～3V C．滑動(dòng)變阻器阻值的可調(diào)范圍是103Ω～20ΩD．定值電阻的電功率變化范圍84513．如圖所示，電源電壓保持6V不變，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，定值電阻的規(guī)格為“10Ω0.5A”，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω1A”。閉合開(kāi)關(guān)，為了保證電路安全，在變阻器滑片移動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．電路消耗總功率允許的變化范圍為1.2W～3W B．電流表示數(shù)允許的變化范圍為0.2A～0.5A C．變阻器R2接入電路的阻值允許變化范圍為2Ω～20Ω D．電阻R1消耗功率允許的變化范圍為0.4W～0.9W14．如圖是一種輸液時(shí)所用報(bào)警電路：電源電壓恒定，R為定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)S，貼在針口處的傳感器M接觸到從針口處漏出的藥液后，其電阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致電壓表的示數(shù)增大而觸發(fā)警報(bào)器（圖中未畫(huà)出）報(bào)警，則M接觸藥液后（）A．M的電阻RM變大 B．電路消耗的總功率變大 C．電壓表與電流表的示數(shù)乘積不變 D．電壓表與電流表的示數(shù)之比不變15．如圖所示，電源電壓不變，a、b為電壓表或定值電阻，若為定值電阻，其阻值與R相同均為R0．當(dāng)S1和S2閉合、S3斷開(kāi)時(shí)，電流表A1的示數(shù)為I0；再閉合S3，電流表A1的示數(shù)為2I0．下列說(shuō)法正確的是（）A．開(kāi)關(guān)均閉合后，電路消耗的功率為2I02R0 B．開(kāi)關(guān)均閉合后，a、b互換前后A2的示數(shù)之比為1：2 C．將最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器與R串聯(lián)，只閉合S1、S2，P從中點(diǎn)移到阻值最大端，變阻器消耗的功率變化量為12I02R0D．用最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器替換a、b、R其中的一個(gè)，移動(dòng)滑片，三個(gè)電流表的示數(shù)均發(fā)生變化且變化量相等。滿足上述要求的電路連接方式有四種16．如圖，電源電壓為4V且不變，定值電阻R1＝6Ω，滑動(dòng)變阻器R2最大阻值為10Ω，燈泡上標(biāo)有“4V，2W”字樣，電壓表量程為0﹣3V，電流表量程均為0﹣0.6A，（不考慮燈絲電阻隨溫度的變化）下列說(shuō)法正確的是（）A．S，S1，S2均閉合，滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，電流表A1示數(shù)變小，燈泡L變亮B．S閉合，S1，S2斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)過(guò)程中，電壓表示數(shù)由U變?yōu)閁1，電流表A1示數(shù)由I變?yōu)镮1，定值電阻R1的功率變化量為（U﹣U1）（I+I1） C．S閉合，S1，S2斷開(kāi)，在保證電路安全的情況下，滑動(dòng)變阻器的功率變化范圍為0.5W﹣0.667W D．S，S2閉合，S1斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)，電流表A1示數(shù)的變化量大于電流表A2示數(shù)的變化量17．調(diào)光臺(tái)燈上有一個(gè)相當(dāng)于一個(gè)滑動(dòng)變阻器的旋鈕，調(diào)節(jié)旋鈕可改變臺(tái)燈的明暗。為了研究臺(tái)燈亮度變暗時(shí)整個(gè)電路耗電的變化規(guī)律，小張同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，用標(biāo)有“3V、1W”的電燈L接在電源電壓為4.5伏的電路中進(jìn)行實(shí)