第5讲 动态电路和电路故障

动态电路和电路故障【动态电路分析】类型一串联电路【例1】如图所示，电源电压不变，闭合开关S，请回答下列问题：【思路分析】第一步：判断电路中各元件的连接情况：闭合开关后，滑动变阻器R、电阻R1的连接方式是__________。第二步：判断电表的测量对象：电流表V1测量_____________两端的电压，电压表V2测量_____________两端的电压。第三步：滑片P向左移动时（填变大、变小或者不变）问题1动变阻器R2接入电路的阻值：________，电路中的总电阻：________；问题2电压表V的示数：问题3电流表A的示数：（根据公式I＝________判断）问题4电压表V1的示数：问题5电压表V2的示数：问题6电压表V1的示数与电流表A的示数比值：问题7电压表V2的示数与电流表A的示数比值：问题8电源电压U与电流表A的示数比值：问题9比较电压表V1的示数变化量△U1和电压表V2的示数变化量△U2大小：|△U1||△U2|问题10电压表V1的示数变化量与电流表A的示数比值：eq\f(△U1,△I)规律总结：问题11电压表V2的示数变化量与电流表A的示数比值：类型二并联电路【例2】在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S（忽略温度对灯丝电阻的影响），请回答下列问题：【思路分析】第一步：确定开关闭合后电路的连接情况：闭合开关后，滑动变阻器R和灯泡L的连接方式为。第二步：判断各电表的测量对象：电流表A1测量通过______的电流，电流表A2测量通过______的电流第三步：滑动变阻器的滑片P向右移动时：（填变大、变小或者不变）问题1滑动变阻器R接入电路的阻值________，电路中的总电阻________；问题2电流表A的示数：问题3电压表A1的示数：问题4电压表A2的示数：问题5电流表V的示数：问题6电压表V的示数与电流表A1的示数比值：问题7电压表V的示数与电流表A2的示数比值：规律总结：注：↑表示增大，↓表示减小。变式练习：1．在如图所示电路中，电源电压保持不变。闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P自右向左滑动，则（）A．电流表A的示数变大 B．电压表V1与电流表A的示数比值减小 C．电压表V2的示数变大 D．电压表V2与电流表A的示数比值不变2．如图所示，电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从最右端向中点移动，下列说法正确的是（）A．电压表V1与电压表V2示数始终相等 B．电流表A示数变大，电压表V2示数变小 C．电压表V2示数与电流表A示数之比变大 D．电压表V1示数与电流表A示数之比不变3．如图所示电路中，电源电压保持不变，R1是定值电阻。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法不正确的是（）A．表V2的示数变大，表A的示数变小 B．表V1与表V2的示数差和表A的示数的比值一定不变 C．表V1与表V2的示数差和表V2的示数的比值一定大于1 D．表V2的示数的变化量△U2与表A示数的变化量△I的比值一定不变4．如图所示，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时（）A．电流表A1示数变小，电压表V示数变小 B．电流表A2示数变大，电压表V示数变大 C．电压表V示数与电流表A1示数比值不变 D．电压表V示数与电流表A2示数比值不变5．如图所示，电源电压保持不变，闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移动的过程中，下列说法正确的是（）A．电压表V示数变大，电流表A1示数变小 B．电压表V示数不变，电流A2表示数变小 C．电流表A1的示数变小、电流表A2的示数变大 D．电压表示数和电流表A1示数的比值变小6．请根据下表给出的多组电压表和电流表的数据分析判断，该电路可能是（）U/伏1.01.52.02.22.52.7I/安0.200.300.400.440.500.54A．B． C．D．7．小明、小李和小红按各自设计的电路图进行实验，并将实验数据记录在表格中，如图所示。其中电路图与实验数据对应的是）A．小明和小李 B．小李和小红 C．小明和小红 D．都不对应8．如图所示电路，电源电压不变，当开关S闭合，滑动变阻器滑片P向右移动时，下列判断正确的是（）A．电流表示数变小，电压表示数变大 B．电流表示数变小，电压表示数变小 C．电流表示数不变，电压表示数变大 D．电流表示数不变，电压表示数变小9．在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合该电路中的电键S后，当滑动变阻器R2的滑片P由中点向右端移动时。A．电流表A的示数变小 B．电压表V1示数与电压表V2示数的比值变小 C．电流表A的示数变大 D．电压表V1示数与电压表V2示数之和变大10．如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2是两个定值电阻。闭合开关S、滑片P向左滑动，当电流表示数变化量的绝对值为△I时，电压表示数变化量的绝对值为△U；当电流表示数变化量的绝对值为△I′时，电压表示数变化量的绝对值为△U′．若△I＜△I′，则（）A．＝ B．＜ C．＞ D．以上三种情况都有可能类型三开关开闭引起的动态电路分析图2L2L1【例3图2L2L1R1R2图1【例4】如图2所示电路，开关S由闭合到断开时，电压表的示数将；电流表的示数A的示数将；通过L1的电流；干路电流将（选填“变大”、“变小”或“不变”）.规律总结：类型四敏感电阻引起的动态电路分析首先明确敏感电阻（压敏电阻、光敏电阻、气敏电阻、热敏电阻、磁敏电阻等）的阻值随外界环境（压力、光照强度、气体浓度、温度、磁场强度等）的变化情况，将其看成“滑动变阻器”进行动态电路分析即可。【例5】如图是一种可测定油箱内油面高度的装置，R′是定值电阻，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，油量表由电流表改装而成，通过两只电表的示数变化可以反映油面的高度变化，关于此装置的工作原理，下列说法中正确的是（）A．当油面高度升高时，油量表示数减小 B．当油面高度升高时，电压表示数减小 C．当油面高度降低时，油量表示数增大 D．当油量表示数减小时，电压表示数减小变式练习：1．小明在研究并联电路电流特点时，根据如图所示电路图连接好电路，并闭合开关S和S1．当他再闭合开关S2时，电流表示数变化正确的是（电源电压不变）（）A．A1示数变大 B．A1示数变小 C．A示数变大 D．A示数变小（题1）（题2）（题3）2．如图所示电路，当开关S闭合时，电压表V，电流表A1、A2示数变化的情况是（）A．V不变，A1变大，A2不变 B．V不变，A1不变，A2变小 C．V变大，A1不变，A2不变 D．V变小，A1变大，A2变小3．如图电路，先将开关S1闭合，再将S2闭合，在这一过程中各电表示数的变化情况是（）A．A1、A2示数变大，V示数变大 B．A1示数不变，A2示数变小，V示数不变 C．A1示数变大，A2、V示数不变 D．A1、A2示数变小，V示数变大4．某规格热敏电阻的阻值随环境温度的变化如图甲所示，如果设计一个通过电表示数反映热敏电阻随环境温度变化的电路，要求温度升高时电表示数减小，图乙所示的电路中符合要求的可能是（）A．B．C．D．5．为监测教室环境中PM2.5的浓度，创客社团的四位同学分别设计了如图所示的电路图，其中电源两端电压保持不变，R1是定值电阻，R2是气敏电阻（阻值随PM2.5浓度增大而减小）。现要求PM2.5浓度越大，电表的示数就越大，则符合要求的电路图是（）A．B． C．D．6．将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示的电路。光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，观察电表示数的变化情况应该是（）A．电流表A和电压表V的示数均变小 B．电流表A和电压表V的示数均变大 C．电流表A的示数变小，电压表V的示数变大 D．电流表A的示数变大，电压表V的示数变小7．如图所示是某火灾报警装置的部分电路，其中R1是半导体热敏电阻（传感器），它的电阻R1随温度t变化的关系如图乙所示，R2为定值电阻闭合开关后，当传感器（R1）所在处出现火情温度升高时，电流表的示数I和电压表的示数U的变化情况为（）A．I变大，U变大 B．I变小，U变小 C．I变小，U变大 D．I变大，U变小8．如图某小组同学设计的四种用于测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定着一个浮子。在这四种装置中，当油量增加时，电压表和电流表示数都变大的是（）A．乙 B．乙、丙 C．甲、丙 D．甲、丁9．体育有一个项目是坐位体前屈，学校的测量坐位体前屈成绩的装置如图所示，测试时需要从刻度尺上读数，改进后可以直接从电表的表盘上读出对应的长度值。下列四种方案中，表盘的长度刻度值均匀的是（）A．B．C．D．【电流故障分析】知识点1串联电路单故障判断如图所示，灯泡L1和灯泡L2串联在电路中，分析下列表格中各示数如何变化：故障原因灯L1灯L2电流表示数I/A电压表示数U/VL1断路L1短路L2断路L2短路【例1】如图所示是测量小灯泡电阻的电路图，电源电压和灯丝电阻不变，电压表和电流表均完好，请回答下列问题：第一步：明确电路连接：灯泡和滑动变阻器是联的。第二步：判断电表测量对象：电流表测量的电流，电压表测量两端的电压。第三步：判断故障：问1：闭合开关，小灯泡不发光，电流表有示数、电压无示数，则电路故障可能是。问2：闭合开关，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则故障可能是。问3：闭合开关，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表无示数，则故障可能是。问4：闭合开关，电流表示数较小，灯泡发光较暗，移动滑片，电流表示数、灯泡亮度均不变，电路中存在的故障可能是。问5：闭合开关，过了一段时间，灯突然变亮，电流表、电压表示数均增大，则故障可能是。知识点2并联电路单故障判断如图所示，灯泡L1和灯泡L2并联在电路中，分析下列表格中各示数如何变化：故障原因电流表A1示数电流表A2示数电流表A示数电压表示数L1断路L2断路【例2】如图所示电路，电源电压和灯丝电阻不变，电压表和电流表均完好，请回答下列问题：（1）闭合开关，灯泡L1发光、L2不发光，电压表、电流表A1均有示数，电流表A2无示数，故障可能是。（2）闭合开关，灯泡L2发光、L1不发光，电压表、电流表A1、A2均有示数，故障可能是。（3）闭合开关，灯泡L1、L2均发光，电压表、电流表A1、A2均有示数，但工作了一段时间，电流表A2示数不变，电流表A1示数变小，则故障可能是。（4）闭合开关，灯泡L1、L2均发光，电压表、电流表A1、A2均有示数，但工作了一段时间，两灯突然熄灭，电流表A2示数先变大后变小，则故障可能是。变式练习：1．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，灯泡L1、L2都发光。一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，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．灯泡L1短路 B．灯泡L2短路 C．灯泡L1断路 D．灯泡L2断路2．如图所示电路，闭合开关S后，发现灯泡L1、L2均不亮，电流表示数为零，电压表示数等于电源电压，则该电路中的故障是（）A．L1断路 B．L1短路 C．L2断路 D．L2短路（题2）（题3）（题4）3．如图所示电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，发现两个电表示数都变大，则出现这种故障的原因可能是（）A．L1断路 B．L2断路 C．L1短路 D．L2短路4．如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作。过了一会儿，灯L熄灭，有一个电表示数变小，另一个电表示数变大。则下列判断正确的是（）A．电阻R断路 B．电阻R短路 C．灯L断路 D．灯L短路5．图示电路中，电源电压保持不变。开关S闭合后，三只电表示数均未发生变化。若故障只发生在电阻R1或R2处，判断正确的是（）A．R1一定断路 B．R2一定断路 C．R1一定短路 D．R2一定短路6．如图所示电路，闭合开关后，小灯泡L1和L2均不发光，电流表指针几乎不动，电压表指针有明显偏转。若电路中只有一处故障，则可能是（）A．L1短路 B．L1断路 C．L2短路 D．L2断路7．如图所示，电源电压不变，两只电表均完好，开关S闭合后，发现只有一只电表的指针发生偏转，若电路中只有一个灯泡出现了故障，则可能是（）A．电压表指针发生偏转，灯泡L1短路 B．电流表指针发生偏转，灯泡L2断路 C．电压表指针发生偏转，灯泡L1断路 D．电流表指针发生偏转，灯泡L2短路8．在如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R1或R2中的一个出现了断路故障。①若电键S从断开到闭合时，电流表示数不变，则故障是。②若电键S断开时，电流表示数为零，则故障可能是。知识点3判断故障的方法 方法一、电压表检测法【例3】在电学实验中，遇到断路时，常用电压表来检测。某同学连接了如图所示的电路，闭合开关S后，发现灯不亮，为检查电路故障，他用电压表进行测量，结果是Uab＝0V、Ubd＝3V、Ucd＝3V、Ude＝0V，则此电路的故障可能是（）A．开关S接触不良 B．小灯泡灯丝断了 C．d、e间出现断路 D．e、f间出现断路总结：用电压表并接在电路某两点时，电压表有示数，说明与电压表并接部分有可能断路。电压表无示数，表明与电压表并联部分以外断路 方法二、导线检测法【例4】如图，闭合开关S时，灯泡L1、L2都不亮，用一根导线两端接触a、b两点时两灯都不亮；接触b、c两点，d、c两点时，两灯也不亮；接触c、d两点时，两灯都亮了，由此可以判断（）A．灯L1断路 B．灯L2断路 C．开关S断路 D．cd间导线断路总结：用导线(或电流表)并接法来查找故障位置。当导线两端接在电路中某两点之间时，原来不能工作的用电器工作，说明导线并接两点之间的部分可能有断路。注意：不能并接在电源两端。变式练习：1．如图所示的电路中，当开关S闭合时，灯L1和L2均不亮．某同学用一根导线检查电路的故障，他将导线先并接在灯L1两端时，发现灯L2亮，L1不亮，然后并接在灯L2两端时，发现两灯均不亮．由此可判断（）A．灯L1短路 B．灯L1断路 C．灯L2短路 D．灯L2断路（题1）（题2）（题3）2．如图所示为小明连接的电路，他检查导线连接无误后，闭合开关S，发现两灯均不发光，于是他用一根导线分别连接到ab，bc，cd和ac两点，灯L1，L2均不发光，再用导线连接到bd两点时，灯L1发光，L2不发光，由此判定电路的故障是（）A．灯L1与开关S均开路 B．灯L2与开关S均开路 C．灯L1与开关S均短路 D．灯L2与开关S均短路3．如图所示，闭合开关S后，发现L1、L2两灯都不亮，将一根导线的两端分别接到a、b点（或接到c、d点）时，两灯都不亮；接到d、e点时，只有一只灯泡发光。若电路故障只有一处，则可能是（）A．灯泡L1灯丝断了 B．开关S接触不良 C．灯泡L1灯丝短路 D．灯泡L2灯丝断了4．如图所示的电路，电源电压恒定不变，闭合开关S后，发现两只灯泡都不亮，电流表示数为零。小明用一根导线检查电路故障，收集到的数据及相关现象如表所示，则关于电路中可能存在的故障，下列说法中正确的是（）导线并联位置a、bb、cc、da、cb、d电流表示数/A00000L1发光情况不亮不亮不亮不亮亮L2发光情况不亮不亮不亮不亮不亮A．灯泡L1和电流表A断路 B．电流表A和灯泡L2断路 C．只有灯泡L1断路 D．只有灯泡L2断路5．某同学用两节干电池串联做电源连接串联电路，如图所示，闭合开关，发现灯不亮。为了查找原因，老师帮助他用导线分别连接a、b和b、c．连接a、b时，两灯不亮，连接b、c时，L1很亮，则故障的原因可能是。两灯都不亮时，a、b两点之间的电压是V。（题5）（题6）（题7）6．如图所示电路中，开关S断开时，电压表，电流表均无示数；S闭合时，电流表有示数，电压表无示数，电路中仅有一处故障，下列判断正确的是（）A．电阻R1断路 B．电阻R2断路 C．电阻R2短路 D．电阻R3断路7．如图所示的电路，闭合开关S，灯L1不发光，灯L2发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是（）A．L1被短接 B．L1断路 C．L2被短接 D．L2断路8．按如图所示连接好电路，闭合开关后发现小灯泡L1和L2均不发光，电流表无示数。现用电压表检测电路故障，用电压表分别测得bc、de、af间的电压为0V、3V、3V，由此可以判断电路故障可能是（）A．L1短路 B．L2短路 C．L1断路 D．L2断路（题8）