电路故障分析

1 动态电路及电路故障分析动态电路及电路故障分析 一 复习目标 一 复习目标 1 1 会分析滑动变阻器的滑片 会分析滑动变阻器的滑片 P P 的位置的变化引起电路中电学物理量的变化 的位置的变化引起电路中电学物理量的变化 2 2 会分析开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化 会分析开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化 3 3 会判断两种基本的电路故障 会判断两种基本的电路故障 断路和短路 断路和短路 二 知识储备 二 知识储备 1 1 串联电路是分压电路 在串联电路中 电阻越大的 分的电压越 串联电路是分压电路 在串联电路中 电阻越大的 分的电压越 多或少 多或少 并联电路是 并联电路是 分流电路 在并联电路中 电阻越大的分的电流越分流电路 在并联电路中 电阻越大的分的电流越 多或少 多或少 2 2 在串联电路中 当只有其中一个电阻的阻值变大时 它的总电阻将变 在串联电路中 当只有其中一个电阻的阻值变大时 它的总电阻将变 大或小 大或小 在并 在并 联电路中 当只有其中一个电阻的阻值变大时 它的总电阻将变联电路中 当只有其中一个电阻的阻值变大时 它的总电阻将变 大或小 大或小 3 3 有公式 有公式 I U RI U R 得 当电压不变时 电阻越大 电流就越得 当电压不变时 电阻越大 电流就越 大或小 大或小 有公式 有公式 U IRU IR 得 通得 通 过电阻的电流越大 它两端的电压也越过电阻的电流越大 它两端的电压也越 大或小 大或小 5 5 电流表的特点是电阻很 电流表的特点是电阻很 大或小 大或小 通常相当于 通常相当于 电压表的特点是电阻很 电压表的特点是电阻很 大或小 大或小 通常相当于 通常相当于 三 典型例题三 典型例题 动态电路部分动态电路部分 第一种类型 滑动变阻器的滑片第一种类型 滑动变阻器的滑片 P P 的位置的变化引起电路中电学物理量的变化的位置的变化引起电路中电学物理量的变化 分析思路 首先看清电路图 电路是串联还是并联 电压表是测滑动变阻器的电压还是定值电 阻的 电流测总的还是分的 依据情况判定 一 一 串联电路中滑动变阻器的滑片 串联电路中滑动变阻器的滑片 P P 的位置的变化引起的变化的位置的变化引起的变化 串联电路里 滑动变阻器接入电路里的阻值变大其两端电压也变大 而和它串联的电阻两串联电路里 滑动变阻器接入电路里的阻值变大其两端电压也变大 而和它串联的电阻两 端的电压变小 电源总电压不变 端的电压变小 电源总电压不变 总电流变小 总电流变小 例一 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 先确定电路 再看电阻的变化 再根据欧姆定律判断电流的变化 最后根据欧姆定律的 变形公式判断电压的变化 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 针对练习 1 如图 2 当滑片 P 向左移动时 A 表和 V 表将如何变化 2 如图 3 当滑片 P 向左移动时 A 表和 V 表将如何变化 3 3 在如图 4 所示电路中 当闭合开关后 滑动变阻器的滑动片 P 向右移动时 A 电流表示数变大 灯变暗 B 电流表示数变小 灯变亮 C 电压表示数不变 灯变亮 D 电压表示数不变 灯变暗 图 1 图 2 图 3 图 4 2 4 在如图 5 所示电路中 当闭合开关后 滑动变阻器的滑动片 P 向右移动时 A 电压表示数变大 灯变暗 B 电压表示数变小 灯变亮 C 电流表示数变小 灯变亮 D 电流表示数不变 灯变暗 二 二 并联电路中滑动变阻器的滑片 并联电路中滑动变阻器的滑片 P P 的位置的变化引起的变化的位置的变化引起的变化 并联电路里 滑动变阻器的变化不会影响另一并联电阻两端电压和通过它电流的变化 但并联电路里 滑动变阻器的变化不会影响另一并联电阻两端电压和通过它电流的变化 但 会影响总电流的变化 会影响总电流的变化 例二 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 先确定电路 然后看准每个电表分别测的谁的电压和电流值 再根据欧姆定律判断变化 欧姆定律无法判断的再用电路的电流 电压 和电阻的关系判断 针对练习 5 如图 7 当滑片 P 向右移动时 A1表 A2表和 V 表将如何变化 第二种类型 开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化第二种类型 开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化 分析思路 首先要看清是闭合与断开比较还是断开与闭合比较 将这两种情况进行比较即可 分析思路 首先要看清是闭合与断开比较还是断开与闭合比较 将这两种情况进行比较即可 一般通过电阻的变化来判断电压表和电流表的变化 一般通过电阻的变化来判断电压表和电流表的变化 一 一 串联电路中开关的断开或闭合引起的变化 串联电路中开关的断开或闭合引起的变化 串联电路中 电流的变化看电阻 电阻若变 电流就变 电阻变大 电流变小 电阻变小 串联电路中 电流的变化看电阻 电阻若变 电流就变 电阻变大 电流变小 电阻变小 电流变大 电压要看其测谁的电压 根据分电压小于总电压或分压作用进行判断 电流变大 电压要看其测谁的电压 根据分电压小于总电压或分压作用进行判断 例三 例三 在如图 8 所示的电路中 将开关 K 闭合 则电流表的示数将 电压表的示数将 均填 变大 变小 或 不变 分析 先看好开关断开和闭合是分别是什么电路 最好画出等效电路 然后根据欧姆定律判断 针对练习 6 在如图 9 所示的电路中 当开关 K 断开时 电阻 R1与 R2是 联连接的 开关 K 闭合时 电压表 的示数 将 选填 变小 不变 或 变大 二 二 并联电路中开关的断开或闭合引起的变化 并联电路中开关的断开或闭合引起的变化 并联电路中 一电阻的变化不会影响另一电阻的电压和电流 但会引起总电流的变化 并联电路中 一电阻的变化不会影响另一电阻的电压和电流 但会引起总电流的变化 例四 例四 在图 10 中 灯泡 L1和灯泡 L2是 联连接的 当开关 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 针对练习 7 在图 11 中 灯泡 L1和灯泡 L2是 联连接的 当开关 K 断开时 电压表的示数将 电流表 A1 的示数将 A2 的示数将 选填 增大 不变 或 减 小 图 5 图 7 图 6 图 8 图 9 图 10 图 11 3 小试牛刀 小试牛刀 1 1 图 12 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 闭合开关后 当滑动片 P 向右移动时 电流表的示数将 填 变大 不变 或 变小 若将 D 与 N 相连接 接线柱 与 M 相连接 则闭合开关后 滑动 片 P 向左移动时 电压表的示数增大 2 2 在如图 13 所示的电路图中 当开关 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 3 在图 14 所示的电路中 电源电压为 6V 当开关 K 闭合时 只有一只灯泡发光 且电压表 V 的示数为 6V 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 4 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 5 如图 23 所示 闭合开关 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 6 6 如图 24 所示电路中 电源电压保持不变 R 为定值电阻 当开关闭合时 标有 6V 3W 的小灯泡 L 刚好正常发光 若保持 R 不变 将 L 换成另一只标有 6V 2W 的小灯泡 闭合开 关后 小灯泡消耗的实际功率为 A 大于 2W B 等于 2W C 小于 2W D 无法确定 7 小明按如图甲所示的电路进行实验 当开关闭合后 V 和 V2的指针位置完全一样 如图乙 所示 造成这一现象的原因是 可能 开路 可能 短路 可能 V 和 V2所选量程不相同 1短路 可能 V 和 V2所选量程不相同 电路各处完 好 图 12 图 13 V2 V1 L2L1 S 图甲 0 51 0 1 5 V 0 12 3 图乙 图 14 图 23 4 图 26 图 27 图 29 图 28 图 25 8 图 25 所示的是握力计的原理图 其中弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起 AB间有可收 缩的导线 R0为保护电阻 电压表可显示压力的大小 则当握力F增加时电压表的示数将 A 变大 B 变小 C 不变 D 无法确定 9 如图26所示电路 闭合开关后 将滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动过程中 图中电压表和 电流表的示数变化正确的是 A 电压表示数不变 电流表示数变大 B 电压表示数变小 电流表示数变大 C 电压表示数不变 电流表示数变小 D 电压表示数变大 电流表示数变小 10 如图 27 所示 电源电压不变 闭合开关 S 当滑动变阻器的滑片 P 由右向左移动时 三 只电表 V1 V2 A 的示数变化情况 A V1不变 V2减小 A不变 B V1减小 V2增大 A减小 C V1不变 V2增大 A不变 D V1增大 V2减小 A增大 11 图 28 是汽车 摩托车油量表 实际上就是电流表 原理示意图 R 是定值电阻 R是滑 动变阻器 则 A 向油箱里加油时 电流表示数变大 B 燃油消耗下降时 电流表示数变大 C 燃油全部耗尽时 电流表将被烧坏 D 油箱加油过满时 电流表将被烧坏 12 如图 29 所示电路 电源两端的电压一定 开关 s1闭合 s2断开 如果使电压表和电流表 的示数均增大 则下列操作一定可行的是 A 滑动变阻器的滑片 P 向右移 B 滑动变阻器的滑片 P 向左移 C 滑动变阻器的滑片 P 不动 闭合开关 S2 D 滑动变阻器的滑片 P 不动 断开开关 S1 5 电路故障部分电路故障部分 常见电路故障 短路或断路 简单故障 1 电源发热必然发生电源短路 2 串联电路中若某部分用电器不能工作 那么这部分必然发生了短路 3 并联电路中的故障大多直接利用并联电路特点就可分析得出 检测其它电路故障方法 一 将完好的用电器与被测电路并联 针对串联电路中的断路故障 1 用电器正常工作 说明 被测电路上发生断路 2 用电器不能工作 说明 未测电路上发生断路 二 用导线与被测电路并联 针对串联电路 1 未测电路正常工作 说明 被测电路上发生断路 2 未测电路不能工作 说明 未测电路上发生断路 三 利用电流表 1 对于电路中原有的电流表示数变化情况分析 1 示数增大 说明 电路 或支路 中部分用电器被短路 所有用电器都被短路 则电 流表烧毁 2 示数减小 说明 电路 或支路 中发生断路 电流表坏了 3 示数不变 说明 除电流表所在支路以外的其它支路上发生断路 2 将电流表与被测电路并联分析 针对串联电路 1 有示数 说明 被测电路上发生断路 2 无示数 说明 未测电路上发生断路 四 利用电压表 1 对于电路中原有的电压表示数变化情况分析 1 示数增大 说明 未与电压表并联的用电器被短路 2 示数减小 说明 与电压表并联的被测电路上发生短路 电压表与电源正负极间发生断路 电压表坏了 3 示数不变 说明 除电压表所在支路以外的其它支路上发生断路 2 将电压表与被测电路并联分析 1 有示数 说明 电压表与电源正负极间是通路的 2 无示数 说明 与电压表并联的被测电路上发生短路 电压表与电源正负极间发生断路 典型例题典型例题 一 断路的判断一 断路的判断 1 如果电路中用电器不工作 常是灯不亮 且电路中无电流 则电路断路 2 具体到那一部分断路 有两种判断方式 把电压表分别和各处并联 则有示数且比较大 常表述为等于电 源电压 处断路 电源除外 把电流表分别与各部分并联 如其他部分能正常工作 则当时与 电流表并联的部分断开了 例例 1 1 在图 1 所示的电路中 电源电压不变 闭合开关 K 电路正常 图 1 6 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 二 短路的判断二 短路的判断 1 串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作 其他部分用电器能正常工作 则不 能正常工作的部分短路 2 把电压表分别和各部分并联 导线部分的电压为零表示导线正 常 如某一用电器两端的电压为零 则此用电器短路 例例 2 2 在图 2 中 当开关 K 闭合后 两只小灯泡发光 电压表示数 为 4V 过了 2min 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 小灯泡 L2短路 3 小灯泡 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 小灯泡 L2短路 小灯泡 L1断路 针对练习针对练习 1 1 如图 1 是测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的电路图 如果某同学在操作的过程 中对两只电表的量程选择是正确的 但不慎将两电表的位置对调了 则闭合开关 S 后 A 电流表 电压表均损坏 B 电流表损坏 电压表示数为零 C 电流表有示数 电压表示数为零 D 电流表示数为零 电压表 有示数 2 如图 2 所示 下列说法正确的是 A 电流表的连接是正确的 B 电压表的连接是正确的 C 两表的连接都是错误的 D 电流表将会被烧坏 3 如图 3 所示 两只电灯 L1和 L2并联在电路中 当 S1和 S2都闭合时 电路中可能出现 A 电流表被烧坏 B 电压表被烧坏 C 两只灯会被烧坏 D 两只灯都能发光 4 4 如图 4 所示 当开关闭合后两灯均不亮 电流表无示数 电压表示数等于电源电压 则电 路发生的故障是 A 电源接线接触不良 B 电流表损坏 断路 其他元件完好 C 灯 L1发生灯丝烧断 D 灯 L2发生短路 其他元件完好 图 2 7 5 如图 5 所示为某同学做实验时的错误电路图 当闭合开关后将 A 电压表指针有明显偏转 B 电压表一定烧坏 C 灯泡 L 的灯丝烧坏 D 电源损坏 6 如图 6 所示的电路 开关 S 闭合时 发现 L1 L2都不亮 用电压表逐段测量 结果是 Uad 6v Uab 0 Ubc 0 Ucd 6V 则该电路的故障可能是 A 开关 S 接触不良 B 灯 L1断路 C 灯 L2短路 D 灯 L2的灯丝断了 7 7 如图 7 所示的电路 开关 S 闭合时 发现 L1 L2都不亮 用电压表逐段测量 结果是 Uad 6v Uab 6V Ubc 0 Ucd 0 则该电路的故障可能是 A 开关 S 接触不良 B 灯 L1断路 C 灯 L2短路 D 灯 L2的灯丝断了 8 如图 8 所示的电路 开关 S 闭合时 发现 L1 L2都不亮 用电压表逐段测量 结果是 Uab 0 Ubc 6V 则该电路的故障可能是 A 开关 S 接触不良 B 灯 L1断路 C 灯 L2短路 D 灯 L2的灯丝断了 9 如图 9 所示的电路中 若开关 S 闭合后 灯 L1 L2均不亮 某同学用一根导线去查找电路 故障 当他用导线连接 L1两端时 两灯仍不亮 用导线连接 L2两端时 L1亮 L2不亮 由 此可以断定 A 灯 L1断路 B 灯 L2断路 C 灯 L1短路 D 灯 L2短路 1010 在图 10 所示的电路中 电源电压不变 闭合开关 S 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 L1可能变亮 B 灯 L1亮度可能不变 C 灯 L2可能断路 D 灯 L2可能短路 11 在如图 11 所示的电路中 当闭合开关 S 后 发现灯都不亮 电流表的指针几乎指在 0 刻度线不动 电压表指针有明显偏转 该电路中的故障可能是 A 电流表坏了 B 灯泡 L1的灯丝断了 C 两个灯泡都断路 D 灯泡 L2的灯丝断了 1212 在如图 12 所示的电路中 电源电压不变 闭合开关 S 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 13 把电池组 开关 灯泡 L1和 L2及若干导线组成串联电路 并用电压表测灯 L1两端的电压 当开关闭合时发现电压表读数为零 则可能出现的故障是 多选 A L1的灯丝断了 B L2的灯丝断了 C L1发生了短路 D L2发生了短路 14 如图 13 所示 当闭合开关 S 时 电灯 L1和 L2都不亮 电流表示数为零 电压表示数为电 8 源的电压 则下列分析中错误错误的是 A 电流表断路 电灯 L1和 L2完好 B L1灯丝断路 电流表和 L2完好 C L2灯丝断路 电流表和 L1完好 D L1 L2灯丝都断路 而电流表完好 15 某同学做实验时 如下图连接电路 闭合开关后 灯泡正常发光 但安培表指针不动 伏 特表有读数 那么有可能是 A 安培表已被烧坏 致使电路不通 B 安培表完好 但未与导线接 牢 C 灯 L 的灯座接线处短路线斗争 D 安培表被短路 1616 在如图 15 所示的电路中 电源电压等于 6V 合上开关后电压表示数为 6V 经分析得出 电路中可能发生的情况是 1717 在如图 16 所示的电路中 电源电压不变 闭合开关 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 1818 在图 17 所示的电路中 电源电压不变 闭合开关 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 19 在图 18 所示的电路中 当开关 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