高考复习物理电路图的简化、电路动态分析、故障分析专题.doc

专题一：等效电路图的画法电路化简原则无电流的支路化简时可去除；凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）等电势的各点化简时可合并；凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。在外电路，沿着电流方向电势降低。理想导线可任意长短、变形；理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路；电压稳定时电容器可认为断路一、简化电路的具体方法1支路电流法：电流是分析电路的核心。从电源正极出发顺着电流的走向，经各电阻外电路巡行一周至电源的负极，凡是电流无分叉地依次流过的电阻均为串联，凡是电流有分叉地依次流过的电阻均为并联。例1：试判断图1中三灯的连接方式。2等电势法：将已知电路中各节点（电路中三条或三条以上支路的交叉点，称为节点）编号，按电势由高到低的顺序依次用1、2、3数码标出来（接于电源正极的节点电势最高，接于电源负极的节点电势最低，等电势的节点用同一数码）。然后按电势的高低将各节点重新排布，再将各元件跨接到相对应的两节点之间，即可画出等效电路。例2：判断图2各电阻的连接方式。 二、综合法：支路电流法与等电势法的综合。注意点：（1）给相同的节点编号。（2）电流的流向：由高电势点流向低电势点（等势点间无电流），每个节点流入电流之和等于流出电流之和。例3：由5个1电阻连成的如图4所示的电路，导线的电阻不计，则A、B间的等效电阻为_。 三、含电容器、电流表、电压表的复杂电路：画等效电路时，电流表视为导线，电容器、电压表视为断路（若考虑内阻，则将其视为一个大电阻），与电容器、电压表串联的用电器视为短路即可。画等效电路图的同时，根据图中电流方向将电流表接入电路；根据图中所标节点数字，将电压表和电容器接入电路。无电流的支路删去即可专题二：直流电路的动态分析根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量（如I、U、R总、P等）的变化情况，常见方法如下：一程序法。基本思路是“局部整体局部”。即从阻值变化的的入手，由串并联规律判知R总的变化情况再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况其一般思路为：（1）确定电路的外电阻R外总如何变化； 当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小） 若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的通断使并联的支路增多，总电阻减小。在图2中所示并联电路中，滑动变阻器可以看作由两段电阻构成，其中一段与串联（简称），另一段与串联（简称），并联的两支路电阻相等时，总电阻最大；当并联的两支路电阻相差越大时，总电阻越小。（2）根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化；（3）由U内=I总r确定电源内电压如何变化；（4）由U外=EU内(或U外=E-Ir)确定电源的外电压如何（路端电压如何变化）；（5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两的电压如何变化；（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化（可利用节点电流关系）。动态分析问题的思路程序可表示为：简单表示为： 局部I分、U分的变化局部R的变化全局I总、U端的变化的 变化 例1、在右图所示电路中，电源的电功势为E、内阻为为定值电阻，R是一滑动变阻器，电路中的电压表和电流表均视为理想的。试讨论：当R的滑键向上滑动时，电源总功率及各电表示数如何变化？例2如图所示，电键闭合时，当滑动变阻器滑片P向右移动时，试分析L1、L2的亮度变化情况。二“串反并同”“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大。 “并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。例2、 如图所示的电路中，R1、R2、R3、和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动角点向图中a端移动时（）AI变大，U变小B、I变大，U变大C、I变小，U变大D、I变小，U变小例3、 如图（1）所示电路中，闭合电键S，当滑片P向右移动时，灯泡L1、L2的亮度变化如何？例5、在图所示的四个电路中，当分别闭合开关S，移动滑动变阻器角头从左端至右端时，能使其中一个灯由暗变亮同时，另一个灯由亮变暗，则符合要求的电路是（）A图：对灯L1，可由“串反并同”法则判断其变亮；而对L2由于两个变量引起它亮度变化不一致，故“串反并同”不适用。现取特殊值法：取L1、L2的阻值均为10，变阻器总阻值也为10，电源电动势为6V；然后取极限值：取滑片P置于最左端和最右端时分别两灯实际工作时的电压即可判断两灯均变亮。B图：对L1，可由“串反并同”法则判断其变亮；对L2，采用合成变量法，再根据“串反并同”法则可判断其变亮。C图：采用极限值法。滑片P置于最左端时，L1被短路，不发光，而L2两端电压最大，亮度最大；滑片P置于最右端时，L1两端电压最大，亮度最大，而L2被短路，不发光。由此分析可知，该电路符合题目要求。D图：灯L1一直被短路，不发光，不合要求。综上分析有：符合要求的电路是（C）。四、1如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。当可变电阻的滑片P向b点移动时，电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是：（）AU1变大，U2变小BU1变大，U2变大CU1变小，U2变小DU1变小，U2变大A1A2VSR1R2R3abE r2.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3 均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动，则三个 电表示数的变化情况是（ ）AI1增大，I2不变，U增大 BI1减小，I2增大，U减小CI1增大，I2减小，U增大DI1减小，I2不变，U减小3.如图所示是一实验电路图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是（ ）A路端电压变小 B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小 D电路的总电阻变大4.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是 （ ）A.电压表和电流表读数都增大B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大，电流表读数减小D.电压表读数减小，电流表读数增大5、在右图所示电路中是定值电阻，是滑动变阻器，当的滑键由左端向右端滑动时，各个电表的示数怎样变化？ 答案：1、A 2、B3、A解析：当滑片向b端滑动时，接入电路中的电阻减少，使得总电阻减小D错；根据，可知总电流在增加，根据闭合电路中的欧姆定律有,可知路端电压在减小，A对；流过电流表的示数为，可知电流在减小，B错；根据，可知内阻消耗的功率在增大，C错。4、A解析：设滑动变阻器的触头上部分电阻为x，则电路的总电阻为,滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，并联支路电阻x增大，故路端电压变大，同时并联部分的电压变大，故通过电流表的电流增大， 故选项A正确。5、解析：当的滑键向右滑动时，由和组成的分压器的串联段电阻减小，所以电路的总电阻减小：根据可知干路中的电流强度增大，电流表的示数增大，再根据，可知路端电压减小，电压表的示数减小。因为为定值电阻，当干路中电流强度增大时，其两端电压随之增大，所以电压表的示数增大。根据，因U减小，增大，所以减小，电压表的示数减小。当滑动变阻器的滑键向右滑动时，的左段电阻与并联部分的电阻增大，且干路中的电流强度增大，根据部分电路欧姆定律可知电压表的示数增大，由于为定值电阻，且增大，根据部分电路欧姆定律可知电流表示数增大。根据并联分流原理，通过电流表的电流强度为：在上式中，分子为恒量，分母为关于的二次函数，且二次项的系数小于零，分母有极大值，由此可见，电流表的示数先减小后增大。五、规律小结专题三：电路的故障分析一、电路故障的特点1、断路的特点：电路中发生断路，表现为电源电压不为零而电流强度为零，若外电路中任意两点之间的电压不为零，则这两点间有断点，而这两点与电源联结部分无断点。2、短路的特点：电路中发生短路，表现为有电流通过电路而电压为零。二、电路故障的分析方法1、仪器检测法（1）断路故障的判断：用伏特表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联，若伏特表指针偏转，则该段电路中有断点。（2）短路故障的判断：用伏特表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联；若伏特表示数为零时，该电路被短路；当伏特表示数不为零，则该电路不被短路或不完全被短路。2、假设法：已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用电流定律进行正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止。【例题】如图所示，电路中灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压为：Uab=0，Ubc=U，Udc=0，Uda=U。则电路的故障为（ B ）A变阻器R短路 B变阻器R断路 C灯泡L1断路 D灯泡L1和L2都断路 【例题】如图所示，、是三个完全相同的小灯泡，串联后接在电压为6V的电路中，原来三个小灯泡都正常发光，现在三个小灯泡都不亮了用电压表接在a、c两端时，示数是6V；接在a、b两端时，示数是0接在b、d两端时，示数也是0，那么灯丝断了的小灯泡是（ B ）A、这三个小灯泡中的某一个B、和 C、和 D、和【例题】如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发