初三++电路设计和故障诊断++谭杰

PAGEPAGE19精锐教育网站：中国领先的中小学教育品牌精锐教育学科教师辅导讲义学员编号：年级：初三课时数：3学员姓名：辅导科目：物理学科教师：授课类型T（电路设计）C（电路故障分析）T（综合应用）授课日期及时段教学内容同步知识梳理电路设计首先读题、审题、明电路，（混联不要求）一般只有两种电路，串联和并联，串联比较容易，关键在并联要注意干路中的开关和电流表管全部电路，支路中的电流表和开关只管本支路的用电器，明确后分支路作图，最后电压表并在被测用电器两端。完毕检查电路，电路作图必须用铅笔，横平竖直，转弯处不得画元件，作图应规范。串联电路特点：①电流：I=I1=I2（串联电路中各处的电流相等）②电压：U=U1+U2（总电压等于各部分电压之和）③电阻：R=R1+R2（总电阻等于各电阻之和）如果n个阻值相同的电阻串联，则有R总=nR④分压作用：U1：U2=R1:R2；⑤比例关系：电流：I1∶I2=1:1并联电路有以下几个特点：（指R1，R2并联）①电流：I=I1+I2（干路电流等于各支路电流之和）②电压：U=U1=U2（干路电压等于各支路电压）③电阻：1/R=1/R1+1/R2（总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和）如果n个阻值相同的电阻并联，则有R总=R/n；④分流作用：I1∶I2=R2:R1；⑤比例关系：电压：U1∶U2=1:1二、同步题型分析题型一：根据要求画电路图，连接实物图例1：如图所示，现有-个电池组、两个开关、两盏电灯和电流表、电压表各一只，要求：只闭合S1时L1亮，再闭合S2时L1、L2都亮，电流表测通过L1的电流，电压表测L2两端的电压．请你根据要求画出电路图，再连接好上面的实物电路图例2：某市公园景观优美，为了保护花草，防止人畜闯入，请利用节能小灯泡、电铃、电池组、开关各一个，以及足够长的细导线，设计一个值班人员看护花园的报警器．要求正常情况下，值班室内的灯亮铃不响，有人畜闯入花园时，碰到栅栏会拉断细导线，灯亮同时铃响，请在下面方框内画出电路图答案：题型二：简单电路设计的应用例1：冲洗照片用的“曝光箱”内有红白两个灯泡，箱外有两个开关S1，S2，根据需要，当先闭合S1时，只有红灯L1发光，再闭合S2时红灯L1和白灯L2均发光；并要求在S1闭合前，即使先接通S2，L2也不发光．根据上述要求设计的下列电路中正确的是（D）ABCD例2：如图所示的电蚊拍，具有灭蚊和照明等功能．当开关S1闭合，S2断开时，只有灭蚊网通电起到灭蚊作用；当开关S1和S2都闭合时，灭蚊网与灯都通电同时起到灭蚊和照明的作用．下列电路设计符合这种要求的是（D）ABCD例3：现在许多城市都设有节水型的环保公厕．当有人进入公厕关门后开关S1闭合，指示灯亮提示有人；当手靠近水龙头时，感应开关S2闭合，电磁阀门线圈通电控制水龙头出水．当人开门时S1断开，指示灯熄灭，同时水龙头也无法使用．在图中能实现以上功能的电路是（）ABCD例4：居民楼的楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着造成很大浪费．科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”．天黑时，自动闭合，天亮时，自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”．当有人走动发出声音时，自动闭合，无人走动时自动断开．若将这两种开关配合使用，就可以使楼道灯变得“聪明”．则这种“聪明”的电路是（D）例5：某风力报警器的风力探头通过中心滑杆可带动下端的金属片上下移动．当风速较小时，仅绿灯亮，电铃不响；当风速增大到一定程度后，绿灯不亮，电铃响发出警报．下列四幅风力报警器的原理图符合要求的是（D）ABCD例6：为了防范灰太狼的入侵，聪明的喜羊羊给羊村安装了一套报警系统，要求：用细导线ab将羊村围住，合上开关，值班室的灯亮而铃不响；当灰太狼碰断导线ab进入羊村时，电铃就会响起来．下列电路图中符合要求的是（C）ABCD例7：江南特种玻璃厂生产的电控调光玻璃，具有根据光照强度自动调节玻璃透明度的功能．光照增强，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降；光照减弱，施加于玻璃两端的电压升高，玻璃透明度上升．已知光敏电阻Rx的阻值随光照的增强而变小，R0是定值电阻，电源电压不变，则下列电路图中符合要求的是（）ABCD例8：如图所示，是小华依据所学简单电路知识，设计的控制楼梯灯的三种方案电路．从安全用电角度对方案进行评估，其中合理的是a．理由是方案a火线接开关后，与电灯连接，方案b、c电灯可能被直接连接到火线上，存在安全隐患题型三：黑盒子问题例1：盒子里面有5Ω、10Ω、40Ω电阻各一个，测得AB之间的电阻是5Ω；AC之间的电阻是10Ω；AD之间的电阻是45Ω．请你画出盒子里面的电路图，并标明电阻的阻值答案：三、课堂达标检测1．某造纸厂为杜绝操作工利用电动切纸机切纸时将手指损伤事故的发生，他们设计制造的电动切纸机，必需将两只手同时分别按住左、右开关，切纸机才能正常工作．下图所示的电路设计中符合要求的是（C）ABCD2.如图所示是一个简易“选答器”．一个问题有两个可选择的答案（a）和（b），与它们对应的灯分别由两个按钮（开关）控制，选择哪一个答案就按下哪一个按钮，对应的灯就亮，那么图1所示各电路图中符合要求的是（D）ABCD3.小明房间门口装有开关S1，床头装有开关S2，这两个开关都能单独控制房间里的吊灯．以下电路图能符合这一要求的是（D）ABCD4.王老师要在房间里安装“220V

100W”顶灯和“220V

3W”的壁灯各一盏．他打算将两盏灯并联后用一个开关S来控制，但接完后合上闸刀开关，发现壁灯亮、顶灯不亮；他合上开关S，结果不亮的灯亮了，而原来亮的灯却不亮了；再断开开关S，又恢复了原状．他错接的电路是（B）ABCD5.小明一家搬进刚装修完的新家的这天晚上，小明闭合床头灯的开关准备坐在床头看书，可是发现房间的日光灯也亮了，他断开床头灯的开关，两盏灯都熄灭了；他过去闭合日光灯的开关，床头灯不亮，但日光灯更亮了．小明很想知道他的床头灯为什么会出现这种“奇怪现象”？关于小明家的日光灯与床头灯此时的连接电路图是（B）ABCD6.（2006•朝阳区二模）冲洗照片时用的“曝光箱”内有红白两个灯泡，箱外有两个开关S1、S2．闭合S1时只有红灯亮，再闭合S2时红灯和白灯均发光，并且要求在S1闭合前，即使先闭合S2，白灯也不发光．符合上述要求的电路图是（B）ABCD7.在图中，要求L1、L2并联，用电流表测量干路中的电流（约为0.4A），电压表测量灯泡L1两端的电压，变阻器调节L2的亮度，开关控制整个电路，将符合要求的电路图画在虚线框内，并用笔画线表示导线将右下图中各个元件连接起来．一、专题精讲题型一：串联电路故障分析例1：右图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，电路正常工作．过了一会儿，灯L熄灭，两个电表中只有一个电表的示数变大，则下列判断正确的是（D）A．可能是电阻R短路，电流表的示数变大B．一定是灯L短路，电流表的示数变大C．可能是电阻R断路，电压表的示数变小D．可能是灯L断路，电流表的示数变小题型二：并联电路故障分析例1.如图2所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，电路正常工作。过了一会儿，两个电表中有一个电表的示数变小，且电路中只有灯与电阻中的一个有故障，则下列断中正确的是（C）A．可能灯短路。 B．可能灯断路。C．可能电阻R短路。 D．一定电阻R断路。图2图2题型三：电路检测例1：在“组成串联电路”的学生实验中，如图所示是小林同学实验的电路图，当开关S合上后，他发现灯L1与L2均不亮．小林同学想了想，然后拿起一根导线开始检查：他先将导线并接在灯L1的两端，发现灯L2亮，L1不亮；然后用导线并接在L2两端，发现两灯均不亮．于是，他马上判断出了电路的故障．你认为他的判断是L1断路。

例2：如图所示，闭合电键S，发现灯不亮。若故障只发生在电阻R或灯L上，则用电压表对电路进行检查，下列正确的是（A）A、电压表接ab时，闭合电键S，若电压表有示数，说明灯L断路B、电压表接cd时，闭合电键S，若电压表没有示数，说明R短路C、电压表接bd时，闭合电键S，若电压表没有示数，说明电阻R断路D、电压表接ac时，闭合电键S，若电压表有示数，说明灯L短路RRLabcdS题型四:家庭电路故障例1：如图所示的家庭照明电路，已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障．电工师傅为查明故障，在保险丝处接入一只“220V

40W”的灯泡L0．当只闭合开关S、S1时，灯泡L0和L1都呈暗红色（比正常发光状态暗得多）；当只闭合开关S、S2时，灯泡L0正常发光，L2不发光．由此可以确定（）A．L1灯头接线处断路B．L1灯头接线处短路C．L2灯头接线处断路D．L2灯头接线处短路例2：某同学家室内的电灯均正常工作，当他把“220V

8W”的台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，室内电灯全部熄灭，发生这一现象的原因可能是（D）A．插座处短路B．台灯插头处短路C．台灯开关处短路D．台灯灯头处短路例3：如图所示，闭合开关，灯不亮．用测电笔检查a、b、c、d四点，发现只有在d点时氖管不发光．则电路的故障是（D）A．灯丝断了B．进户火线断了C．ab段断路D．cd段断路例4：王老师要在房间里安装“220V

100W”顶灯和“220V

3W”的壁灯各一盏．他打算将两盏灯并联后用一个开关S来控制，但接完后合上闸刀开关，发现壁灯亮、顶灯不亮；他合上开关S，结果不亮的灯亮了，而原来亮的灯却不亮了；再断开开关S，又恢复了原状．他错接的电路是（B）ABCD专题过关1.如图所示的电路中，电源电压为3伏。当开关S闭合时，却只有一只灯泡发光，若故障只发生在两只灯泡上，则下列判断正确的是（B）图8图8A．若电压表示数为3伏，则灯Ll短路B．若电压表示数为3伏，则灯L2短路C．若电压表示数为0伏，则灯Ll断路D．若电压表示数为0伏，则灯L2断路2.在如图4所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S闭合后，电路正常工作，一会儿后，灯L熄灭，电压表V的示数发生变化。若电路故障只发生在电阻R或小灯L上，则故障是（A）A．当电压表V的示数一定是小灯L断路B．当电压表V的示数，一定是电阻R断路C．当电压表V的示数一定是小灯L短路D．当电压表V的示数一定是电阻R短路图图4VSRL3.S闭合前后，两电表指针所在位置都不变，下列判断中正确的是（C）A．若灯L不发光，则只有电阻R短路B．若灯L不发光，则只有电阻R断路C．若灯L发光，则只有电阻R短路D．若灯L发光，则只有电阻R断路4.在图1所示的电路中，电源电压不变。闭合电键S，电路正常工作。过了一会儿，两个电表中只有一个电表的示数变大。已知除灯L和电阻R外，电路中其它各处均完好，则（C）A．若电压表示数变大，可能是L短路B．若电流表示数变大，可能是L短路C．若电压表示数变大，一定是R断路D．若电流表示数变大，一定是R断路5.在图4所示的电路中，闭合电键S，发现一只电表的示数明显变小，而另一只电表的示数明显变大，则（A）A．可能是灯L断路 B．一定是灯L短路C．可能是滑动变阻器R断路 D．一定是滑动变阻器R短路6.在如图所示的电路中，电源电压为6伏且不变。闭合电键S，两个电压表均有示数，将滑动变阻器的滑片向右移动过程中，电压表V2的示数突然变大。已知电路中各处均接触良好，除滑动变阻器和灯外，其他元件均完好。（1）若电路中只有一处出现故障，请判断故障可能是________。（选填“R断路”、“R短路”、“L断路”或“L短路”）（2）若（1）小题判断正确，如果再给你一个电流表和电压表V3，当电流表串联接入电路后，闭合电键，电流表____________（选填“有示数”或“无示数”），此时，电压表V3接在R两端，V3的示数为__________伏，电压表V2的示数为_____________伏。答案：R短路；（2）有示数；0；6。或（1）L断路；（2）无示数；0；67.在如图所示的电路中，电源电压不变。闭合电键S，电路正常工作。一段时间后，发现其中有一个灯泡熄灭，而此时电压表的示数与电流表的示数的比值不变，则下列说法可能的是（A）A．灯L1熄灭B．灯L1亮度不变C．灯L2熄灭 D．灯L2更亮8.在如图所示的电路中，电阻R1>R2。闭合电键S，电流表A的示数为I1，电压表V的示数为U1。一段时间后，电流表A的示数为I2，且I2<I1/2，电压表V的示数为U2，且U2=U1。则发生此现象的原因可能是（B）A．R1断路 B．R2断路C．R1短路 D．R2短路8.小华在探究“怎样用变阻器改变灯泡的亮度”时，连接的电路如图所示．闭合开关后，灯泡不亮，她用相同规格的灯泡如图进行电路故障检测，测试结果如下表所示，则电路中的故障可能是（A）接入点a、bc、de、f检测灯发光情况不亮亮不亮A．开关断路B．开关短路C．变阻器断路D．灯泡断路学法提炼专题特点：电路的断路或局部短路故障判断是一类重要的能力题目，历年考试均加以了强调，这类题目涉及了电路连接方式、欧姆定律和串、并联电路的特点等知识，同时还要具备一定的分析、推理能力。2、解题方法（1）、串联电路的断路或局部短路故障现象内容断路局部短路实质某电阻（或导线）变为阻值无穷大。某电阻值变为0，可看作一根导线。电流情况电路中（任何处）均无电流。短路处无电流，整个电路中电流变大。用电器工作情况均不工作。有一个工作，另一个不工作。故障发生处电路中任何一点。只可能在电阻上。电流表的示数无示数。有示数且变大。电压表的示数断路处两端电压为电源电压，其余部分为0。短路处为0，仍然工作的用电器（电阻）两端电压为电源电压。串联电路的断路或短路故障分析，一般先判断电路中是否有电流（或用电器是否均工作），以确定故障到底是短路还是断路；然后可根据电压情况来判断故障发生的地方。（2）、并联电路的断路故障现象并联电路目前只会出现断路故障，局部短路不会出现，因为它的局部短路就是整个电路的短路。在判断断路时，只要看哪条支路的电流减小（即为0），或者哪个用电器不工作，那么就是哪处断路，其余电路（或用电器）都正常，在并联电路中，电压表几乎不起判断作用。3、注意事项识别错误电路一般错误发生有下列几种情况：（1）是否产生电源短路，也就是电流不经过用电器直接回到电源负极；（2）是否产生局部短接，被局部短路的用电器不能工作；（3）是否电压表、电流表和正负接线柱错接了，或者量程选的不合适（过大或过小了）；（4）滑动变阻器错接了（全上或全下了）。能力培养综合题1市一医院为了方便病人呼唤医护人员，在医生值班室安装红绿灯各一盏，请在如图中的虚线框里设计一个电路，要求：医护人员看见红灯知道是1号病房有人呼唤，看见红灯亮知道2号病房有人呼唤。答案：综合题2：5.一个控制电路的封闭部件上有A、B、C三个接线柱。一个电灯、一个电铃。当用导线连AB时，铃响灯不亮。连AC时，灯亮铃不响。连BC时，灯不亮，铃不响。画出部件内部的电路图。答案：综合题3：一般轿车上都设有安全带未系提示系统．某同学也设计了一个简易安全带未系提示系统，以实现：（1）当人不坐在座椅上时，指示灯不亮；（2）坐上座椅而未系安全带时，指示灯亮；（3）坐上座椅又系安全带时，指示灯不亮，在如图所示该同学设计的电路图中，虚线框内为未画完整的部分，其中包含三个元件：一只小灯泡L，用作指示灯；开关S1，接通表示有乘客坐在座椅上，断开表示没有乘客坐在座椅上；开关S2：接通表示安全带系上了，断开表示安全带未系．

（1）请你将虚线框内未画完整的电路补画完整；（2）电阻R的作用是防止电源短路（或保护电路）答案：综合题4随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．下表是这辆四轮轿车的部分数据：轿车的基本参数氙气大灯的技术参数车身质量（千克）1900额定电压（伏）12长/宽/高（毫米）5175/1899/1480耗电功率（瓦）35油耗（升/百千米）7.4电瓶的技术参数最大输出功率（千瓦）150电压（伏）12最高时速（千米/小时）210充电时间（小时）20轮胎宽度（毫米）200容量（安•小时）50

（1）该轿车空车停放在水平路面上时，某同学测得该轿车轮胎与地面接触的长度约为50毫米（沿车长的方向）．则此时该轿车对水平路面的压强约为多大（g取10牛/千克）？

（2）请在图甲中用笔画线代替导线将汽车的启动原理图连接完整．

说明：当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动（相当于闭合开关），电动机工作，启动轿车；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压．

（3）若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示．则在0-5s时间内，轿车发动机做功多少J？轿车运动过程中受到的阻力是多少N？

（4）该轿车的头部装有两盏氙气大灯，若用该轿车上充足电的电瓶给氙气大灯供电．最多能供氙气大灯正常工作多长时间？答案：（1）4.75×105Pa(3)做功为4.5×105J；阻力是3×103N(4)30857s(2)如下课后作业请把根据要求设计电路，要求：①电流表测灯泡中电流，电压表测灯泡两端电压；②滑动变阻器串联在电路中，能控制电路．

③电路中最大电流约为1.2A．（1）在以下虚线框内画出电路图（2）根据电路图把右边的实验装置连接成实物电路要求：滑片左移，电流表的示数变大．（3）连接电路时，开关应处于

状态，滑动变阻器的滑片应处于位置，即图中的

端．（填“A“或“B“）答案：（2）断开最大阻值处B2.2010年亚运会在中国广州举行，击剑也是亚运会的比赛项目之一．当甲方运动员的剑（图中用S甲表示）击中乙方运动员的导电服时，乙方的指示灯会亮．下列能反映上述原理的电路是（D）ABCD3.学校茶炉房为方便学生而设计了如图所示的电路．绿灯亮、红灯不亮，表示水已烧开，此时开关的开、闭情况是（A）A．S1断开、S2闭合B．S1闭合、S2断开C．S1、S2都断开D．S1、S2都闭合4.如图所示，电源电压保持不变。当电键S闭合后，电路正常工作，一会儿后灯L熄灭，电压表V的示数发生变化。若电路故障只发生在电阻R或小灯L上，则故障是（A）A.当电压表V的示数一定是小灯L断路B.当电压表V的示数，一定是电阻R断路C.当电压表V的示数一定是小灯L短路D.当电压表V的示数一定是电阻R短路5.如图所示，闭合电键S，电路正常工作，一段时间后灯L熄灭，电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上。现将一完好的电压表并联在灯L两端（A）A.若电压表有示数，则一定是灯L断路B.若电压表有示数，则可能是电阻R短路C.若电压表无示数，则一定是灯L短路D.若电压表无示数，则一定是电阻R断路6.如图所示，电源电压保持不变。闭合电键S，电路正常工作。一段时间后，三个电表中只有一个电表的示数变大。若电路中只有一处故障，且只发生在电阻R1或R2处，则下列判断中正确的是（D）SVSV1R2R1AV2A.若电压表V1示数变大，则电阻R1短路B.若电压表V1示数变大，则电阻R2短路C.若电压表V2示数变大，则电阻R1断路D.若电压表V2示数变大，则电阻R2断路7.如图所示，电源电压保持不变。当电键S闭合后，电压表V的示数始终为电源电压。若电路中只有一处故障，且只发生在电阻R或灯泡L处，则在下列方法中