电路和电路故障分析.doc

电路和电路故障分析本文由Wa弘尛簊贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 动态电路和电路故障分析 动态电路分析和电路故障分析 电路动态分析题和电路故障分析题是初中学生 电路动态分析题和电路故障分析题是初中学生 分析题和电路故障 物理学习过程中的一个难点， 物理学习过程中的一个难点，其原因是这两类题目 对学生有较高的能力要求。进行电路故障分析， 对学生有较高的能力要求。进行电路故障分析，要 以电路动态分析能力作为基础， 以电路动态分析能力作为基础，而电路故障分析又 是电路动态分析的载体， 是电路动态分析的载体，因此我们将这两类分析题 整合成一个专题进行复习有利于提高复习的效率。 整合成一个专题进行复习有利于提高复习的效率。 在编排顺序中，我们以电路动态分析作为主线， 在编排顺序中，我们以电路动态分析作为主线，而 将电路故障作为电路动态变化的一个原因。 将电路故障作为电路动态变化的一个原因 一、滑动变阻器的滑片P的位置的变化引 滑动变阻器的滑片 的位置的变化引 起电路中电学物理量的变化 1串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变 串联电路中滑动变阻器的滑片 的位置的变 化引起的变化 例1如图 ，是典型的伏安法测电阻的实验电 如图1， 例 如图 路图，当滑片P向右移动时 请你判断A表和 向右移动时， 表和V 路图，当滑片 向右移动时，请你判断 表和 表的变化。 表的变化。 变式训练题 参考上 变式训练题参考上 变式训练题 图，在伏安法测电阻 分析： 分析：图（1） ） 的实验中， 的实验中，若由于各 种原因， 种原因，电压表改接 在滑动变阻器的两端， 在滑动变阻器的两端， 当滑片P向左移动时 向左移动时， 当滑片 向左移动时， 请判断A表和 表和V表的 请判断 表和 表的 变化。 变化。 扩展：根据串联电路的特点， 扩展 根据串联电路的特点，滑动变阻器 根据串联电路的特点 R2两端的电压 U2 将 。推论：如果滑动变 两端的电压 。推论： 阻器R2 足够大，当滑片 向右一直滑动时， 足够大，当滑片P向右一直滑动时 向右一直滑动时， 阻器 电阻将不断增大，那么U2 将不断增大， 将不断增大， 电阻将不断增大，那么 U1 将不断减小，I将不断减小。假设 R2 无 将不断减小， 将不断减小 将不断减小。 限大，这时U2 将增大到电源电压，U1 将 将增大到电源电压， 限大，这时 变为0， 也将变为 也将变为0， 变为 ，I也将变为 ，这时的电路就相当于 断路。 断路。这就是用电压表来判断电路断路和 短路的道理。 短路的道理。 例2如图 ，当滑片 向左移动时，A表和 例 如图 如图2，当滑片P向左移动时 向左移动时， 表和 V表将如何变化。 表将如何变化。 表将如何变化 图（2） 分析：首先要确定电路的类型，此电路属于串联电路 分析：首先要确定电路的类型， 呢还是并联电路。我们可以将电流表简化成导线， 呢还是并联电路。我们可以将电流表简化成导线，将 电压表简化成断开的电键或干脆拿掉。 电压表简化成断开的电键或干脆拿掉。此时可以容易 地看出，这是一个串联电路。 地看出，这是一个串联电路。而且发现滑动变阻器的 滑片已经悬空，滑动变阻器接成了定值电阻，所以A表 滑片已经悬空，滑动变阻器接成了定值电阻，所以 表 示数不变。 示数不变。 电压表在本电路中，是测量R1和 部分电阻之和的电 电压表在本电路中，是测量 和R2部分电阻之和的电 当滑片P向左移动时 向左移动时， 压，当滑片 向左移动时，被跨接在电压表内的电阻随 着变小，根据分压原理： 表示数减小 表示数减小。 着变小，根据分压原理：V表示数减小。 变式训练题 如图 ，当滑片 向左移动时， 变式训练题 如图3，当滑片P向左移动时 向左移动时， 变式训练题 A表和 表将如何变化 表和V表将如何变化 表和 A表示数变大 表示数变大 图（3） V表示数不变 表示数不变 例3在如图 所示电路中，当闭合开关后， 例 在如图 所示电路中，当闭合开关后， 在如图4所示电路中 滑动变阻器的滑动片P向右移动时 滑动变阻器的滑动片 向右移动时 （D ） (A)电流表示数变大，灯变暗。 电流表示数变大，灯变暗。 电流表示数变大 (B)电流表示数变小，灯变亮。 电流表示数变小， 电流表示数变小 灯变亮。 (C)电压表示数不变，灯变亮。 电压表示数不变， 电压表示数不变 灯变亮。 (D)电压表示数不变，灯变暗。 电压表示数不变，灯变暗。 电压表示数不变 图（4） 分析：将电流表等效为一根导线， 分析：将电流表等效为一根导线，可以看到 电压表直接测量电源电压， 电压表直接测量电源电压，因此当滑动变 阻器的滑动片P向右移动时 向右移动时， 阻器的滑动片 向右移动时，电压表的示数 将不会变化；而电阻R的阻值变大 的阻值变大， 将不会变化；而电阻 的阻值变大，小灯的 电阻RL大小不变 注意：在初中阶段， 大小不变（ 电阻 大小不变（注意：在初中阶段，灯 的电阻由于温度的变化引起的变化往忽略 不计），因此总电阻变大，电流小， ），因此总电阻变大 不计），因此总电阻变大，电流小，所以 电流表示数变小。 电流表示数变小。从串联电路的分压角度 分析，小灯两端的电压也将变小， 分析，小灯两端的电压也将变小，小灯的 功率P=UI也将变小，所以小灯的发光将变 也将变小， 功率 也将变小 本题正确答案为D。 暗。本题正确答案为 。 变式训练题 在如图 所示电路中，当闭合 变式训练题 在如图5所示电路中 所示电路中， 变式训练题 开关后，滑动变阻器的滑动片P向右移动 开关后，滑动变阻器的滑动片 向右移动 时（ A ） (A)电压表示数变大，灯变暗。 电压表示数变大，灯变暗。 电压表示数变大 (B)电压表示数变小，灯变亮。 电压表示数变小， 电压表示数变小 灯变亮。 (C)电流表示数变小，灯变亮。 电流表示数变小， 电流表示数变小 灯变亮。 (D)电流表示数不变，灯变暗。 电流表示数不变， 电流表示数不变 灯变暗。 图（5） ） 2并联电路中滑动变阻器的滑片 的位置 联电路中滑动变阻器的滑片P的位置 路中滑动变阻器的滑片 化引起的变 的变化引起的变化 例4如图 ，当滑片 向右移动时，A1表、 例 如图 如图6，当滑片P向右移动时 向右移动时， 表 A2表和 表将如何变化？ 表和V表将如何变化 表和 表将如何变化？ 分析： 分析：并联电路各支路两端电压 相等，等于电源电压， 相等，等于电源电压，故电压表 V示数不变。由于并联电路各支 示数不变。 路独立工作，互不干扰， 路独立工作，互不干扰，滑动变 阻器滑片P向右移动时 向右移动时， 阻器滑片 向右移动时，对R1这 这 条支路没有影响，所以电流表A1 条支路没有影响，所以电流表 示数不变。滑片P右移 右移， 变大 变大， 示数不变。滑片 右移，R2变大， 图6 两端电压不变，故电流变小， 两端电压不变，故电流变小，干 路中电流也随之变小，所以A2示 路中电流也随之变小，所以 示 数也会变小。 数也会变小。 变式训练题 如图 ，当滑片 向右移动时， 变式训练题 如图7，当滑片P向右移动时 向右移动时， 变式训练题 A1表、A2表和 表将如何变化？ 表和V表将如何变化 表 表和 表将如何变化？ 大,电压 电 大 电压 变,A1减 ,A2减 减 减 图（7） 二、开关的断开或闭合引起电路中电学物 理量的变化 1串联电路中开关的断开或闭合 引起的变化 例5在如图 所示的电路中，将开关 例 在如图 所示的电路中，将开关K 在如图8所示的电路中 闭合，则电流表的示数将， 闭合，则电流表的示数将 变大 ，电 压表的示数将(均填“变大”、 均填“ 压表的示数将 变大 均填 变大” 变小” 不变” 。 “变小”或“不变”)。 变式训练题在如图9所示的电路中，当开 变式训练题在如图9所示的电路中， 断开时，电阻R1 R2是联连 R1与 关K断开时，电阻R1与R2是联连 串 接的。开关K闭合时， 接的。开关K闭合时，电压表的示数将 (选填 变小” 不变” (选填“变小”、“不变”或 变小 选填“ “大”)。 图（9） ） 2并联电路中开关的断开或闭合引 起的变化 例6 在图 中，灯泡 和灯泡 是 例 在图10中 灯泡L1和灯泡 和灯泡L2是 并 联连接的 当开关K断开时 联连接的。当开关 断开时， 联连接的。 断开时， 电压表的示数将；电流表的 电压表的示数将 不变 ； 示数将(选填“增大”、 选填“ 示数将 减小 选填 增大” 不变” 减小” 。 “不变”或“减小”)。 图（10） ） 分析： 分析：本题的难度首先在电路的识 别，我们可以将电流表看作导线将 电压表拿去， 电压表拿去，就容易看出这个电路 联电路。 是“并”联电路。电流表是串联在 的支路中的， 灯L1的支路中的，所以电键断开时 的支路中的 电流表的示数从有读数到0， 电流表的示数从有读数到 ，应该选 变小” 电压表是测量电源压， 填“变小”。电压表是测量电源压， 而且不受电键控制，所以示数“ 而且不受电键控制，所以示数“不 变”。 变式训练题 在图 中，灯泡 和灯泡 变式训练题 在图11中 灯泡L1和灯泡 和灯泡L2 变式训练题 并 联连接的。当开关 断开时， 是联连接的。当开关K断开时，电 联连接的 断开时 压表的示数将； 压表的示数将 变小 ；电流表的示数将 变小 (选填“增大”、“不变”或 选填“ 不变” 选填 增大” 减小” 。 “减小”)。 图（11） ） 电路故障专题复习 一、两种常见的电路故障：断路和短路 两种常见的电路故障： 1、 断路故障 、 断路故障 也叫开路，是电路中某处断开， 也叫开路， 是电路中某处断开， 导致电路无电流， 导致电路无电流，用电器不工作的 故障。例如：灯丝断了，接触不良， 故障。例如：灯丝断了，接触不良， 导线断开，仪表内部断线等。 导线断开，仪表内部断线等。 2 、短路故障 短路故障 指电源或电路元 件被电阻极小的导体 如导线、电流表等） （如导线、电流表等） 并联而造成的电路故 障，短路时电路的电 流会变大。 流会变大。 2、并联电路的故障现象 、 A、断路时的现象 、 干路开路 与串联电路开路一样 被开路的支路： 被开路的支路： 与串联电路开路一样 未被开路的支路：正常工作， 未被开路的支路：正常工作，不受影响 支路开路 B、短路时的现象 、 用电器 电压表 电流表 都不工作 无读数 无读数或烧坏 故障分析 电路 串联 现象 A B S S 并联 A B 故障 断路 A、B两灯都熄 两灯都熄 干路） A、B两灯都熄灭 灭（干路） 两灯都熄灭 一灯发光， 一灯发光，一灯 熄灭（支路） 熄灭（支路） 一灯发光 一灯熄灭 短路 三、电路的故障引起电路中电学物 理量的变化及故障原因分析 例7在图 中，当开关 闭合后，两 例 在图 在图12中 当开关K闭合后 闭合后， 只小灯泡发光，电压表示数为4伏 只小灯泡发光，电压表示数为 伏。过 分钟， 了2分钟，电压表示数为 ，经检查除 分钟 电压表示数为0， 小灯泡外其余器材的连接良好， 小灯泡外其余器材的连接良好，请分 析造成这种情况的原因可能有： 析造成这种情况的原因可能有： 。 。 小灯L2短路 短路； 小灯 短路；小灯 L1断路。 断路。 断路 图（12） ） 分析：电压表示数为 ，其原因有三： 分析：电压表示数为0，其原因有三： 1.电压表没有接好或电压表损坏；2. 电压表没有接好或电压表损坏； 电压表没有接好或电压表损坏 小灯L2短路 短路； 小灯 断路。起先， 小灯L1断路 小灯 短路；3.小灯 断路。起先， 电压表有示数，说明不存在原因1的 电压表有示数，说明不存在原因 的 情况。那么还有两种情况都是可能的。 情况。那么还有两种情况都是可能的。 答案为：小灯L2短路 小灯L1断路 短路； 断路。 答案为：小灯 短路；小灯 断路。 图（12） ） 变式训练题 在如图 所示的电路中， 变式训练题 在如图13所示的电路中 所示的电路中， 变式训练题 电源电压等于6伏 电源电压等于 伏，合上开关后电压 表示数为6伏 经分析得出， 表示数为 伏。经分析得出，电路中 可能发生的情况是 小灯泡短路或R断路 小灯泡短路或 断路 。 。 图（13） ） 例8 在如图14所示的电路中，电源电压 例 在如图 所示的电路中， 所示的电路中 不变。闭合开关K后 都发光。 不变。闭合开关 后，灯L1、L2都发光。 、 都发光 一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电 一段时间后，其中一灯突然熄灭， 流表、电压表的示数都不变， 流表、电压表的示数都不变，则产生这 一现象的原因可能是（ 一现象的原因可能是（C ） (A)灯L1短路。 (B)灯L2短路。 短路。 短路。 灯 短路 灯 短路 (C)灯L1断路。 (D)灯L2断路。 断路。 断路。 灯 断路 灯 断路 图(14) 变式训练题 在图 所示的电路中 电源电 变式训练题 在图15所示的电路中 所示的电路中,电源电 变式训练题 压不变。闭合开关K，电路正常工作。 压不变。闭合开关 ，电路正常工作。一 段时间后，发现其中一个电压表示数变大， 段时间后，发现其中一个电压表示数变大， 则 （ ）C (A)灯L可能变亮。(B)灯L亮度可能不变。 灯 可能变亮 可能变亮。 灯 亮度可能不变 亮度可能不变。 (C)电阻 可能断路。 电阻R可能断路 电阻 可能断路。 (D)电阻 可能短路。 电阻R可能短路 电阻 可能短路。 图(15) 例9 在图 所示的电路中，电源电压不 例 在图16所示的电路中 所示的电路中， 变。闭合开关K后，灯L1、L2都发光， 闭合开关 后 、 都发光， 都发光 段时间后，其中的一盏灯突然变亮， 段时间后，其中的一盏灯突然变亮，而电 压表Vl的示数变小 电压表V2的示数变大 的示数变小， 的示数变大， 压表 的示数变小，电压表 的示数变大， 则产生这一现象的原因是( ) 则产生这一现象的原因是 B (A)灯L1断路。 灯 断路 断路。 (C)灯L2断路。 断路。 灯 断路 (B)灯Ll短路。 灯 短路 短路。 (D)灯L2短路。 短路。 灯 短路 图(16) 分析：属于电路故障分析题。 分析：属于电路故障分析题。“段 段 时间后，其中的一盏灯突然变亮” 时间后，其中的一盏灯突然变亮”排 除了电路出现断路的情况，那么， 除了电路出现断路的情况，那么，故 障现象只有发生短路了。电压表V2的 障现象只有发生短路了。电压表 的 示数变大，是小灯变亮的原因， 示数变大，是小灯变亮的原因，一定 是小灯L2突然变亮 电压表Vl的示数 突然变亮； 是小灯 突然变亮；电压表 的示数 变小说明小灯L1发生了短路 发生了短路。 变小说明小灯 发生了短路。本题正 确答案为B。 确答案为 。 图(16) 练习： 在如图 所示的电路图中， 在如图17所示的电路图中 练习：1.在如图 所示的电路图中，当开 关K闭合时 （ D） 闭合时 (A)整个电路发生短路。(B)电流表示数变 整个电路发生短路。 电流表示数变 整个电路发生短路 小。 (C)电流表示数不变化。(D)电流表示数变 电流表示数不变化。 电流表示数变 电流表示数不变化 大。 图17 2.在图 所示的电路中，当开关 闭合时， 在图18所示的电路中 当开关K闭合时 闭合时， 在图 所示的电路中， 均不亮。 灯L1、L2均不亮。某同学用一根导线去查 、 均不亮 找电路的故障。他将导线先并接在灯L1两 找电路的故障。他将导线先并接在灯 两 端时发现灯L2亮 不亮， 端时发现灯 亮，灯L1不亮，然后并接在 不亮 两端时发现两灯均不亮。 灯L2两端时发现两灯均不亮。由此可以判 两端时发现两灯均不亮 断 (A) (A)灯L1断路。 (B)灯L1短路。 断路。 短路。 灯 断路 灯 短路 (C)灯L2断路。 (D)灯L2短路。 断路。 短路。 灯 断路 灯 短路 图18 3.图19所示的电路中，电源电压为 伏。当 图 所示的电路中 电源电压为6伏 所示的电路中， 开关K闭合时 只有一只灯泡发光， 闭合时， 开关 闭合时，只有一只灯泡发光，且 电压表V的示数为 的