初中物理動態(tài)電路及電路故障分析專題

初中物理動態(tài)電路及電路故障分析專題第1頁，共31頁。

電路動態(tài)分析和電路故障分析題是初中學生物理學習過程中的一個難點，也是每年中考考查的熱點之一，其原因是這兩類題目對學生有較高的綜合分析能力要求。在中考備考過程中，將這兩類分析題整合成一個專題進行復習，既有利于加深學生對動態(tài)電路和歐姆定律的理解，又可以提高學生的綜合分析能力，提高復習的效率。我根據幾年的備考經驗，在中考復習中，以電路動態(tài)分析作為主線，將電路故障作為電路動態(tài)變化的一個原因，整理出動態(tài)電路和電路故障的幾個類型，并加以分析，以期對參加中考的同學有所幫助。第2頁，共31頁。一、歷年中考回顧（玉溪市2010）5．如圖2所示，電源電壓保持不變，閉合開關后，當滑動變阻器的滑片由左向右移動時，下列判斷正確的是A．電路消耗的總功率不變B．電壓表示數變大C．小燈泡變暗D．以上說法都不對圖2第3頁，共31頁。（玉溪市2010）25．(8分)如圖20所示，是一種自動測定油箱內油面高度的裝置。是滑動變阻器，它的金屬片是杠桿的一端，是阻值為12的定值電阻，電流表量程為0—0.6A，電源電壓為6V，由油量表（用電流表改裝）的指針指示的刻度就可知油箱內油的多少。求：(1)定值電阻的主要作用。(2)當油量表的指針指在刻度盤中央時，滑動變阻器消耗的功率是多少？(3)能否將電壓表接入這個電路？為什么？R′R油量表浮標圖20第4頁，共31頁。（玉溪市2011）23．（8分）如圖17為“伏安法”測小燈泡電阻的電路圖?；瑒幼冏杵鱎的阻值調節(jié)范圍為0～20Ω，電源電壓不變。當滑片P置于變阻器的中點時，小燈泡正常發(fā)光，電流表示數為0.3A，電壓表示數為3V。求：（1）小燈泡的阻值。（2）電源電壓是多少？（3）當滑片P滑至變阻器最右端時，小燈泡的實際功率。AVRP圖17第5頁，共31頁。（玉溪市2012）8．如圖3所示，電源電壓保持不變，當S閉合，滑動變阻器的滑片向左移動時，電流表和電壓表的示數變化是()A．電流表的示數變大，電壓表的示數變大B．電流表的示數變大，電壓表的示數變小C．電流表的示數變小，電壓表的示數變大D．電流表的示數變小，電壓表的示數變小圖3第6頁，共31頁。（玉溪市2012）26．（9分）小玲研究了市場上銷售的家庭用飲水機的內部電路圖，發(fā)現電路主要有兩種，并且都有保溫和加熱兩種工作狀態(tài)，如圖17中甲、乙所示。若兩種飲水機在220V電壓下正常工作，加熱時每個電路消耗的總功率均為550W，保溫時每個電路消耗的總功率均為50W。試問：（1）當閉合甲圖中的開關S1，斷開乙圖中的開關S2時，甲、乙兩電路分別處于什么工作狀態(tài)？（2）甲圖飲水機處于保溫狀態(tài)時，5min內消耗的電能是多少？（3）乙圖飲水機中電阻R4的阻值是多少？甲圖17乙第7頁，共31頁。(云南省2013）26．（9分）如圖15所示為一恒溫箱溫控電路，包括工作電路和控制電路兩部分。R為熱敏電阻（置于恒溫箱內），阻值隨溫度變化的關系如圖16所示。恒溫箱溫控電路工作原理是：加熱過程中，恒溫箱溫度升高到一定值時，控制電路中電流會達到一定值，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路停止加熱。（1）圖中所示狀態(tài)，電路處于加熱還是未加熱？（2）恒溫箱的溫度為100℃時，繼電器線圈中的電流達到20mA，銜鐵被吸合，此時熱敏電阻R消耗的功率是多少？（3）電阻有什么作用？圖15220V熱敏電阻電熱絲第8頁，共31頁。(云南省2014）17．如圖5所示的電路，閉合開關S，滑動變阻器滑片向左移動時，燈泡亮度會_______（選填“變亮”、“變暗”或“不變”），電壓表示數會_______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。第9頁，共31頁。(云南省2015）25．（8分）如圖18所示，電源電壓6V恒定不變，燈泡L標有“6V3W”字樣，滑動變阻器的阻值范圍是0~20Ω。求：（1）小燈泡的電阻；（2）S、S1都閉合時滑動變阻器兩端的電壓；（3）S閉合、S1斷開時電路消耗的最小功率。第10頁，共31頁。二、復習目標1．會分析滑動變阻器的滑片P的位置變化引起電路中電學物理量的變化；2．會分析開關的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化；3．會判斷兩種基本的電路故障（斷路和短路）。第11頁，共31頁。三、知識儲備1．串聯電路中，其中一個電阻的阻值變大時，它的總電阻將變

（大或?。徊⒙撾娐分?，其中一個電阻的阻值變大時，它的總電阻將變

（大或?。?．串聯電路是分壓電路，電阻越大的，分的電壓越

（多或少）；并聯電路是分流電路，電阻越大的分的電流越

（多或少）。第12頁，共31頁。3．由公式I=U/R得，當電壓不變時，電阻越大，電流就越

（大或?。?；由公式U=IR得，通過電阻的電流越大，它兩端的電壓也越

（大或?。?。4．

是斷路；

短路。5．電流表的特點是電阻很

（大或?。ǔＯ喈斢?/p>

；電壓表的特點是電阻很（大或?。?，通常相當于

。第13頁，共31頁。四、典型例題（一）、滑動變阻器的滑片P的位置變化引起電路中電學物理量的變化1．串聯電路中滑動變阻器的滑片P的位置變化引起的變化【例1】如圖，是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖，當滑片P向右移動時，請你判斷電流表和電壓表的示數變化。分析：P右移，R2變大，R總變大，I變?。娏鞅硎緮底冃。?；R1不變，IR1變小，U1變?。妷罕硎緮底冃。Ｅ袛嚯妷罕淼淖兓€可以根據串聯電路的分壓原理來分析：R2變大，U2變大，U1變小（電壓表示數變?。５?4頁，共31頁?！咀兪?】如圖，當滑片P向左移動時，電流表和電壓表示數將如何變化。第15頁，共31頁?！纠?】如圖，當閉合開關后，滑動變阻器的滑動片P向右移動時（）

A．電流表示數變大，燈變暗B．電流表示數變小，燈變亮C．電壓表示數不變，燈變亮D．電壓表示數不變，燈變暗

分析：將電流表等效為一根導線，可以看到電壓表直接測量電源電壓，因此當滑動變阻器的滑動片P向右移動時，電壓表的示數將不會變化；而電阻R的阻值變大，小燈泡的電阻RL不變（在初中階段，小燈泡的電阻由溫度的變化引起的變化往往忽略不計），因此總電阻變大，電流變小，即電流表示數變小。從串聯電路的分壓角度分析，小燈泡兩端的電壓也將變小，小燈泡的功率P=UIL也將變小，所以小燈的發(fā)光將變暗。本題正確答案為D。第16頁，共31頁?！咀兪?】如圖，當閉合開關后，滑動變阻器的滑動片P向右移動時（）

A．電壓表示數變大，燈變暗B．電壓表示數變小，燈變亮C．電流表示數變小，燈變亮D．電流表示數不變，燈變暗C第17頁，共31頁。2．并聯電路中滑動變阻器的滑片P的位置變化引起的變化【例3】如圖，當滑片P向右移動時，A1表、A2表和V表示數將如何變化？分析：首先要確定電路的類型，此電路屬于串聯電路還是并聯電路。我們可以將電流表簡化成導線，將電壓表簡化成斷開的開關或直接去掉。此時可以容易地看出，這是一個并聯電路。并聯電路各支路兩端電壓相等，等于電源電壓，故電壓表V示數不變。由于并聯電路各支路獨立工作，互不干擾，滑動變阻器滑片P向右移動時，對R1這條支路沒有影響，所以電流表A1示數不變。滑片P右移，R2變大，兩端電壓不變，故電流變小，干路中電流也隨之變小，所以A2示數也會變小。第18頁，共31頁?！咀兪?】如圖，當滑片P向右移動時，A1表、A2表和V表示數將如何變化？第19頁，共31頁。（二）、開關的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化1．串聯電路中開關的斷開或閉合引起的變化【例4】在如圖所示的電路中，將開關S閉合，則電流表的示數將______，電壓表的示數將________(均填“變大”、“變小”或“不變”)。分析：在開關未閉合前，兩個電阻組成串聯電路。電壓表測量R1兩端的電壓，開關S閉合后，電阻R2被短路，電壓表變成測量電源兩端的電壓了，因此電壓表的示數將變大。在開關閉合前，電流表測量的是串聯電路的電流值，由于此時電阻較大，故電流較??；開關S閉合后，電阻R2被短路，電路中的電阻只有R1了，因此電流表的示數將變大。第20頁，共31頁。【變式4】在如圖所示的電路中，當開關S斷開時，電阻R1與R2是

的。開關S閉合時，電壓表的示數將

（選填“變小”、“不變”或“變大”）。串聯變小第21頁，共31頁。2．并聯電路中開關的斷開或閉合引起的變化【例5】如圖，燈泡L1和燈泡L2是____聯連接的。當開關S斷開時，電壓表的示數將_____；電流表的示數將_______(選填“增大”、“不變”或“減小”)。分析：本題的難度首先在電路的識別，我們可以將電流表看作導線，將電壓表拿去，就容易看出這個電路是并聯電路。電流表是串聯在小燈L1的支路中的，所以開關閉合時，電流表的示數從0變到有讀數，應該選填“增大”。電壓表是測量電源電壓，而且不受開關控制，所以示數“不變”。第22頁，共31頁?！咀兪?】在圖所示的電路中，R1的阻值為10Ω，只閉合開關S1時電流表的示數為0.3A，再閉合開關S2后，電流表的示數為0.45A，則R2的阻值為

Ω

20第23頁，共31頁。（三）、電路的故障引起電路中電學物理量的變化及故障原因分析【例6】在圖中，當開關S閉合后，兩只小燈泡發(fā)光，電壓表示數為4伏。過了一會，電壓表示數為0，經檢查除小燈泡外其余器材的連接良好，請分析造成這種情況的原因可能有:

。分析：電壓表示數為0，有三種原因：（1）電壓表沒有接好或電壓表損壞；（2）小燈L2短路；（3）小燈L1斷路。由經檢查除小燈泡外其余器材的連接良好，說明不存在原因（1）的情況。那么還有兩種情況都是可能的。答案為：小燈L2短路；小燈L1斷路。第24頁，共31頁?！咀兪?】在如圖所示的電路中，電源電壓等于6伏，閉合開關后電壓表示數為6伏。經分析得出，電路中可能發(fā)生的情況是：

。R斷路或L短路第25頁，共31頁?！纠?】在如圖所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關S后，燈L1、L2都發(fā)光。一段時間后，其中一燈突然熄滅，而電流表、電壓表的示數都不變，則產生這一現象的原因可能是（）

A．燈L1短路B．燈L2短路C．燈L1斷路D．燈L2斷路分析：可以采用排除法。小燈L2短路，會導致電壓表示數變小、電流表示數變大；小燈L2斷路，會導致電流表示數變0；小燈L1短路，會導致兩燈都不亮；一燈熄滅而電表示數都不變，只有小燈L1發(fā)生斷路時才有此可能。本題正確答案為C。第26頁，共31頁?！咀兪?】在圖所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關S，電路正常工作。一段時間后，發(fā)現其中一個電壓表示數變大，則（）A．燈L可能變亮B．燈L亮度可能不變C．電阻R可能斷路D．電阻R可能短路C第27頁，共31頁。五、動態(tài)電路與電路故障分析題復習策略

1．學會正確分析電路圖。首先要讓學生養(yǎng)成分析電路圖的習慣，無論是靜態(tài)電路還是動態(tài)電路，都要求學生能夠獨立分析題目給出的電路圖中，各個用電器之間是串聯還是并聯。具體的方法是把電流表簡化成導線，將電壓表簡化成斷開的開關或直接去掉，把閉合的開關看成導線，把被短路的用電器拿掉，把開關斷開的支路去掉，從而簡化電路。經過電路簡化后，電路中基本只出現電源、用電器，電路顯得比較簡單，把剛才去掉的電表復原上去，明確電壓表和電流表分別測量那個用電器的電壓和電流。第28頁，共31頁。

2．熟練掌握歐姆定律的運用，尤其是要分析好電路中局部和整體的關系。歐姆定律是解決動態(tài)電路的金鑰匙，也是電學的基本定律。在動態(tài)電路中一般情況下電源的電壓都是不變的，滑動變阻器滑片的變化或開關的通斷，必然會引起電路中電流的變化，解題思路是先局部-再整體-再局部，先由某個電阻或開關的變化分析總電阻的變化，在利用歐姆定律分析整個電路中電流的變化情況，然后具體分析每一個用電器的電流電壓變化情況。第29頁，共31頁。

3．動態(tài)電路中涉及的用電器不止一個，所以要熟練掌握串并聯電路中電壓、電流及電阻的規(guī)律。4．理解好斷路和短路。很多學生遇到電路故障問題就頭痛，原因就是沒有理解好怎樣才是短路，以及短路對整個電路的影響。所以要想學好電學這部分內容還得深刻理解短路這個概