电路动态分析与电路故障分析专题

电路动态分析与电路故障分析专题电路动态分析与电路故障分析专题 电路动态分析题和电路故障分析题是初中学生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 要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 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 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 一 滑动变阻器的滑片 P 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 的位置的变化引起的变化 例例 1 1 如图 1 是典型的伏安法测电阻的实验电路图 当滑片 P 向左移动时 请你判 断 A 表和 V 表的变化 分析 分析 本题中 为了分析表达的简洁 我们约定一套符号 表示引起电路变化 表示物理量增大或电表示数增大 表示物理量减小或电表示数减小 P 左移 R2 R I A 表 R1不变 IR1 U1 V 表 判断 V 表的变化还可以根据串联电路的分压原理来分析 R2 U2 U1 V 表 变式训练题变式训练题 参考上图 在伏安法测电阻的实验中 若由于各种原因 电压表改接在 滑动变阻器的两端 当滑片 P 向左移动时 请判断 A 表和 V 表的变化 图 1 图 2 图 3 例例 2 2 如图 2 当滑片 P 向左移动时 A 表和 V 表将如何变化 分析 分析 首先要确定电路的类型 此电路属于串联电路呢还是并联电路 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 此时可以容易地看出 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 表示数不变 电压表在本电路中 是测量 R1和 R2部分电阻之和的电压 当滑片 P 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 V 表示数减小 变式训练题变式训练题 如图 3 当滑片 P 向左移动时 A 表和 V 表将如何变化 例例 3 3 在如图 4 所示电路中 当闭合电键后 滑动变阻器的滑动片 P 向右移动时 A 安培表示数变大 灯变暗 B 安培表示数变小 灯变亮 C 伏特表示数不变 灯变亮 D 伏特表示数不变 灯变暗 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 因此当滑动变 阻器的滑动片 P 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 小灯的电 阻 RL大小不变 注意 在初中阶段 小灯的电阻由于温度的变化引起的变化往往忽略不计 因此总电阻变大 电流变小 所以电流表示数变小 从串联电路的分压角度分析 小 灯两端的电压也将变小 小灯的功率 P ULI 也将变小 所以小灯的发光将变暗 本题正确 答案为 D 变式训练题变式训练题 在如图 5 所示电路中 当闭合电键后 滑动变阻器的滑动片 P 向右移 动时 A 伏特表示数变大 灯变暗 B 伏特表示数变小 灯变亮 C 安培表示数变小 灯变亮 D 安培表示数不变 灯变暗 图 4 图 5 图 6 图 7 2 并联电路中滑动变阻器的滑片 P 的位置的变化引起的变化 例例 4 4 如图 6 当滑片 P 向右移动时 A1表 A2表和 V 表将如何变化 分析 并联电路各支路两端电压相等 等于电源电压 故电压表 V 示数不变 由于并 联电路各支路独立工作 互不干扰 滑动变阻器滑片 P 向右移动时 对 R1这条支路没有影 响 所以电流表 A1示数不变 滑片 P 右移 R2变大 两端电压不变 故电流变小 干路中 电流也随之变小 所以 A2示数也会变小 变式训练题变式训练题 如图 7 当滑片 P 向右移动时 A1表 A2表和 V 表将如何变化 二 电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化 1 串联电路中电键的断开或闭合引起的变化 例例 5 5 在如图 8 所示的电路中 将电键 K 闭合 则安培表的示数将 伏特表的 示数将 均填 变大 变小 或 不变 分析 在电键尚未闭合前 两个电阻组成串联电路 电压表测量 R1两端的电压 电键 K 闭合后 电阻 R2被局部短路 电压表变成测量电源两端的电压了 因此电压表的示数将 变大 在电键尚未闭合前 电流表测量的是串联电路的电流值 由于此时电阻较大 故电 流较小 电键 K 闭合后 电阻 R2被局部短路 电路中的电阻只有 R1了 因此电流表的示数 将变大 变式训练题变式训练题 在如图 9 所示的电路中 当电键 K 断开时 电阻 R1与 R2是 联 连接的 电键 K 闭合时 电压表的示数将 选填 变小 不变 或 变大 图 8 图 9 图 10 2 并联电路中电键的断开或闭合引起的变化 例例 6 6 在图 10 中 灯泡 L1和灯泡 L2是 联连接的 当电键 K 断开时 电压表的 示数将 电流表的示数将 选填 增大 不变 或 减小 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 就容易看出这个电路是 并 联电路 电流表是串联在小灯 L1的支路中的 所以电键闭合 时 电流表的示数从 0 变到有读数 应该选填 增大 电压表是测量电源电压 而且不 受电键控制 所以示数 不变 图 11 图 12 图 13 变式训练题变式训练题 在图 11 中 灯泡 L1和灯泡 L2是 联连接的 当电键 K 断开时 电压表的示数将 电流表 A1的示数将 电流表 A2的示数将 选填 增大 不变 或 减小 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 例例 7 7 在图 12 中 当电键 K 闭合后 两只小灯泡发光 电压表示数为 4 伏 过了 2 分钟 电压表示数为 0 经检查除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 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 小灯 L2短 路 3 小灯 L1断路 起先 电压表有示数 说明不存在原因 1 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 变式训练题变式训练题 在如图 13 所示的电路中 电源电压等于 6 伏 合上电键后电压表示数 为 6 伏 经分析得出 电路中可能发生的情况是 例例 8 8 在如图 14 所示的电路中 电源电压不变 闭合电键 K 后 灯 L1 L2都发光 一段时间后 其中一灯突然熄灭 而电流表 电压表的示数都不变 则产生这一现象的原 因可能是 A 灯 L1短路 B 灯 L2短路 C 灯 L1断路 D 灯 L2断路 分析 这是一个并联电路 可以采用排除法 小灯 L2短路 会导致电压表示数变小 电流表示数变大 且导致两灯都不亮 小灯 L2断路 会导致电流表示数变 0 小灯 L1短路 也会导致两灯都不亮 一灯熄灭而电表示数都不变 只有小灯 L1发生断路时才有此可能 本题正确答案为 C 变式训练题变式训练题 在图 15 所示的电路中 电源电压不变 闭合电键 K 电路正常工作 一 段时间后 发现其中一个电压表示数变大 则 A 灯 L 可能变亮 B 灯 L 亮度可能不变 C 电阻 R 可能断路 D 电阻 R 可能短路 图 14 图 15 图 16 例例 9 9 在图 16 所示的电路中 电源电压不变 闭合电键 K 后 灯 L1 L2都发光 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 则产 生这一现象的原因是 A 灯 L1断路 B 灯 Ll短路 C 灯 L2断路 D 灯 L2短路 分析 属于电路故障分析题 段时间后 其中的一盏灯突然变亮 排除了电路出 现断路的情况 那么 故障现象只有发生短路了 电压表 V2的示数变大 是小灯变亮的原 因 一定是小灯 L2突然变亮 电压表 Vl的示数变小说明小灯 L1发生了短路 本题正确答 案为 B 专题练习专题练习 1 图 17 中 A B C D 是滑动变阻器的四个接线柱 若将 A C 分别与图中电路的 导线头 M N 相连接 闭合电键后 当滑动片 P 向右移动时 安培表的示数将 填 变大 不变 或 变小 若将 D 与 N 相连接 接线柱 与 M 相连接 则闭合电 键后 滑动片 P 向左移动时 伏特表的示数增大 图 17 图 18 图 19 2 在如图 18 所示的电路图中 当电键 K 闭合时 A 整个电路发生短路 B 电流表示数变小 C 电流表示数不变化 D 电流表示数变大 3 在图 19 所示的电路中 当电键 K 闭合时 灯 L1 L2均不亮 某同学用一根导线 去查找电路的故障 他将导线先并接在灯 L1两端时发现灯 L2亮 灯 L1不亮 然后并接在 灯 L2两端时发现两灯均不亮 由此可以判断 A 灯 L1断路 B 灯 L1短路 C 灯 L2断路 D 灯 L2短路 4 如图 20 所示 电阻 R1的阻值为 20 欧 R2为 40 欧 当电键 K 断开时 电流表 A 的示数为 0 1 安 则电源电压为 伏 若电键 K 闭合时 电流表 A 的示数为 安 图 20 图 21 图 22 5 在图 21 所示的电路中 电源电压为 6 伏 当电键 K 闭合时 只有一只灯泡发光 且电压表 V 的示数为 6 伏 产生这一现象的原因可能是 A 灯 L1短路 B 灯 L2短路 C 灯 L1断路 D 灯 L2断路 6 如图 22 所示 当滑片 P 向右移动时 A 电流表 A 示数不变 电压表 V 示数不变 B 电流表 A 示数不变 电压表 V 示数变大 C 电流表 A 示数变小 电压表 V 示数变大 D 电流表 A 示数变小 电压表 V 示数不变 7 如图 23 所示 闭合电键 K 当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时 电流表 A 的示数 将 选填 变小 不变 或 变大 图 23 图 24 8 在电路中 发生了如图 24 所示的现象 已知电路中只有一处故障 且除两个灯 泡外其余部分均完好 现有导线 电压表 电流表 在不拆开电路的情况下 请挑选合适 的器材判断电路的故障 写出两种判断方法 包括所用器材 观察到的现象和结论 初中物理专题复习专题初中物理专题复习专题 一一 参考答案参考答案 1 变小 B 2 D 3 A 4 6 0 15 5 B 6 A 7 不变 8 方法一 用一根导线并联在 L1 两端 若 L2 发光 说明 L1 断路 方法二 用电流表并联在 L1 两端 若电流表有示数且 L2 发光 说明 L1 断路 若电流表没 有示数 且 L2 不发光 说明 L2 断路 方法三 用电压表并联在 L1 两端 若电压表示数等于电源电压 说明 L1 断路 若电压表 示数等于零 说明 L2 断路 2009 年中考电路动态分析与故障判断专题练习年中考电路动态分析与故障判断专题练习 一 填空题 1 在如图 1 所示的电路中 将电键 K 闭合 则安培表的示数将 伏特表的示 数将 均填 变大 变小 或 不变 图 1 图 2 图 3 2 在图 2 中 灯泡 L1和灯泡 L2是 联连接的 当电键 K 断开时 电压表的 示数将 电流表的示数将 选填 增大 不变 或 减小 3 在图 3 中 当电键 K 闭合后 两只小灯泡发光 电压表示数为 4 伏 过了 2 分 钟 电压表示数为 0 经检查除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 二 选择题 4 在如图 4 所示电路中 当闭合电键后 滑动变阻器的滑动片 P 向右移动时 A 安培表示数变大 灯变暗 B 安培表示数变小 灯变亮 C 伏特表示数不变 灯变亮 D 伏特表示数不变 灯变暗 图 4 图 5 图 6 5 在如图 5 所示电路中 当闭合电键后 滑动变阻器的滑动片 P 向右移动时 A 伏特表示数变大 灯变暗 B 伏特表示数变小 灯变亮 C 安培表示数变小 灯变亮 D 安培表示数不变 灯变暗 6 在如图 6 所示的电路中 电源电压不变 闭合电键 K 后 灯 L1 L2都发光 一 段时间后 其中一灯突然熄灭 而电流表 电压表的示数都不变 则产生这一现象的原因 可能是 A 灯 L1短路 B 灯 L2短路 C 灯 L1断路 D 灯 L2断路 7 在图 7 所示的电路中 电源电压不变 闭合电键 K 后 灯 L1 L2都发光 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 则产生 这一现象的原因是 A 灯 L1断路 B 灯 Ll短路 C 灯 L2断路 D 灯 L2短路 图 7 图 8 图 9 图 1 0 三 简答题 8 如图 8 是典型的伏安法测电阻的实验电路图 当滑片 P 向左移动时 请你判断 A 表和 V 表的变化 9 如图 9 当滑片 P 向左移动时 A 表和 V 表将如何变化 10 如图 10 当滑片 P 向右移动时 A1表 A2表和 V 表将如何变化 参考答案 一 填空题 1 分析 在电键尚未闭合前 两个电阻组成串联电路 电压表测量 R1两端的电压 电键 K 闭合后 电阻 R2被局部短路 电压表变成测量电源两端的电压了 因此电压表的示 数将变大 在电键尚未闭合前 电流表测量的是串联电路的电流值 由于此时电阻较大 故电流较小 电键 K 闭合后 电阻 R2被局部短路 电路中的电阻只有 R1了 因此电流表的 示数将变大 2 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 就容易看出这个电路是 并 联电路 电流表是串联在小灯 L1的支路中的 所以电键 闭合时 电流表的示数从 0 变到有读数 应该选填 增大 电压表是测量电源电压 而 且不受电键控制 所以示数 不变 3 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 小灯 L 2短路 3 小灯 L1断路 起先 电压表有示数 说明不存在原因 1 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 二 选择题 4 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 因此当滑 动变阻器的滑动片 P 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 小灯 的电阻 RL大小不变 注意 在初中阶段 小灯的电阻由于温度的变化引起的变化往往忽略 不计 因此总电阻变大 电流变小 所以电流表示数变小 从串联电路的分压角度分析 小灯两端的电压也将变小 小灯的功率 P ULI 也将变小 所以小灯的发光将变暗 本题 正确答案为 D 5 A 6 分析 这是一个并联电路 可以采用排除法 小灯 L2短路 会导致电压表示数变 小 电流表示数变大 且导致两灯都不亮 小灯 L2断路 会导致电流表示数变 0 小灯 L1 短路 也会导致两灯都不亮 一