初三++電路設計和故障診斷++譚杰

PAGEPAGE19精銳教育網(wǎng)站：中國領先的中小學教育品牌精銳教育學科教師輔導講義學員編號：年級：初三課時數(shù)：3學員姓名：輔導科目：物理學科教師：授課類型T（電路設計）C（電路故障分析）T（綜合應用）授課日期及時段教學內(nèi)容同步知識梳理電路設計首先讀題、審題、明電路，（混聯(lián)不要求）一般只有兩種電路，串聯(lián)和并聯(lián)，串聯(lián)比較容易，關鍵在并聯(lián)要注意干路中的開關和電流表管全部電路，支路中的電流表和開關只管本支路的用電器，明確后分支路作圖，最后電壓表并在被測用電器兩端。完畢檢查電路，電路作圖必須用鉛筆，橫平豎直，轉彎處不得畫元件，作圖應規(guī)范。串聯(lián)電路特點：①電流：I=I1=I2（串聯(lián)電路中各處的電流相等）②電壓：U=U1+U2（總電壓等于各部分電壓之和）③電阻：R=R1+R2（總電阻等于各電阻之和）如果n個阻值相同的電阻串聯(lián)，則有R總=nR④分壓作用：U1：U2=R1:R2；⑤比例關系：電流：I1∶I2=1:1并聯(lián)電路有以下幾個特點：（指R1，R2并聯(lián)）①電流：I=I1+I2（干路電流等于各支路電流之和）②電壓：U=U1=U2（干路電壓等于各支路電壓）③電阻：1/R=1/R1+1/R2（總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)和）如果n個阻值相同的電阻并聯(lián)，則有R總=R/n；④分流作用：I1∶I2=R2:R1；⑤比例關系：電壓：U1∶U2=1:1二、同步題型分析題型一：根據(jù)要求畫電路圖，連接實物圖例1：如圖所示，現(xiàn)有-個電池組、兩個開關、兩盞電燈和電流表、電壓表各一只，要求：只閉合S1時L1亮，再閉合S2時L1、L2都亮，電流表測通過L1的電流，電壓表測L2兩端的電壓．請你根據(jù)要求畫出電路圖，再連接好上面的實物電路圖例2：某市公園景觀優(yōu)美，為了保護花草，防止人畜闖入，請利用節(jié)能小燈泡、電鈴、電池組、開關各一個，以及足夠長的細導線，設計一個值班人員看護花園的報警器．要求正常情況下，值班室內(nèi)的燈亮鈴不響，有人畜闖入花園時，碰到柵欄會拉斷細導線，燈亮同時鈴響，請在下面方框內(nèi)畫出電路圖答案：題型二：簡單電路設計的應用例1：沖洗照片用的“曝光箱”內(nèi)有紅白兩個燈泡，箱外有兩個開關S1，S2，根據(jù)需要，當先閉合S1時，只有紅燈L1發(fā)光，再閉合S2時紅燈L1和白燈L2均發(fā)光；并要求在S1閉合前，即使先接通S2，L2也不發(fā)光．根據(jù)上述要求設計的下列電路中正確的是（D）ABCD例2：如圖所示的電蚊拍，具有滅蚊和照明等功能．當開關S1閉合，S2斷開時，只有滅蚊網(wǎng)通電起到滅蚊作用；當開關S1和S2都閉合時，滅蚊網(wǎng)與燈都通電同時起到滅蚊和照明的作用．下列電路設計符合這種要求的是（D）ABCD例3：現(xiàn)在許多城市都設有節(jié)水型的環(huán)保公廁．當有人進入公廁關門后開關S1閉合，指示燈亮提示有人；當手靠近水龍頭時，感應開關S2閉合，電磁閥門線圈通電控制水龍頭出水．當人開門時S1斷開，指示燈熄滅，同時水龍頭也無法使用．在圖中能實現(xiàn)以上功能的電路是（）ABCD例4：居民樓的樓道里，夜間只是偶爾有人經(jīng)過，電燈總是亮著造成很大浪費．科研人員利用“光敏”材料制成“光控開關”．天黑時，自動閉合，天亮時，自動斷開；利用“聲敏”材料制成“聲控開關”．當有人走動發(fā)出聲音時，自動閉合，無人走動時自動斷開．若將這兩種開關配合使用，就可以使樓道燈變得“聰明”．則這種“聰明”的電路是（D）例5：某風力報警器的風力探頭通過中心滑桿可帶動下端的金屬片上下移動．當風速較小時，僅綠燈亮，電鈴不響；當風速增大到一定程度后，綠燈不亮，電鈴響發(fā)出警報．下列四幅風力報警器的原理圖符合要求的是（D）ABCD例6：為了防范灰太狼的入侵，聰明的喜羊羊給羊村安裝了一套報警系統(tǒng)，要求：用細導線ab將羊村圍住，合上開關，值班室的燈亮而鈴不響；當灰太狼碰斷導線ab進入羊村時，電鈴就會響起來．下列電路圖中符合要求的是（C）ABCD例7：江南特種玻璃廠生產(chǎn)的電控調(diào)光玻璃，具有根據(jù)光照強度自動調(diào)節(jié)玻璃透明度的功能．光照增強，施加于玻璃兩端的電壓降低，玻璃透明度下降；光照減弱，施加于玻璃兩端的電壓升高，玻璃透明度上升．已知光敏電阻Rx的阻值隨光照的增強而變小，R0是定值電阻，電源電壓不變，則下列電路圖中符合要求的是（）ABCD例8：如圖所示，是小華依據(jù)所學簡單電路知識，設計的控制樓梯燈的三種方案電路．從安全用電角度對方案進行評估，其中合理的是a．理由是方案a火線接開關后，與電燈連接，方案b、c電燈可能被直接連接到火線上，存在安全隱患題型三：黑盒子問題例1：盒子里面有5Ω、10Ω、40Ω電阻各一個，測得AB之間的電阻是5Ω；AC之間的電阻是10Ω；AD之間的電阻是45Ω．請你畫出盒子里面的電路圖，并標明電阻的阻值答案：三、課堂達標檢測1．某造紙廠為杜絕操作工利用電動切紙機切紙時將手指損傷事故的發(fā)生，他們設計制造的電動切紙機，必需將兩只手同時分別按住左、右開關，切紙機才能正常工作．下圖所示的電路設計中符合要求的是（C）ABCD2.如圖所示是一個簡易“選答器”．一個問題有兩個可選擇的答案（a）和（b），與它們對應的燈分別由兩個按鈕（開關）控制，選擇哪一個答案就按下哪一個按鈕，對應的燈就亮，那么圖1所示各電路圖中符合要求的是（D）ABCD3.小明房間門口裝有開關S1，床頭裝有開關S2，這兩個開關都能單獨控制房間里的吊燈．以下電路圖能符合這一要求的是（D）ABCD4.王老師要在房間里安裝“220V

100W”頂燈和“220V

3W”的壁燈各一盞．他打算將兩盞燈并聯(lián)后用一個開關S來控制，但接完后合上閘刀開關，發(fā)現(xiàn)壁燈亮、頂燈不亮；他合上開關S，結果不亮的燈亮了，而原來亮的燈卻不亮了；再斷開開關S，又恢復了原狀．他錯接的電路是（B）ABCD5.小明一家搬進剛裝修完的新家的這天晚上，小明閉合床頭燈的開關準備坐在床頭看書，可是發(fā)現(xiàn)房間的日光燈也亮了，他斷開床頭燈的開關，兩盞燈都熄滅了；他過去閉合日光燈的開關，床頭燈不亮，但日光燈更亮了．小明很想知道他的床頭燈為什么會出現(xiàn)這種“奇怪現(xiàn)象”？關于小明家的日光燈與床頭燈此時的連接電路圖是（B）ABCD6.（2006?朝陽區(qū)二模）沖洗照片時用的“曝光箱”內(nèi)有紅白兩個燈泡，箱外有兩個開關S1、S2．閉合S1時只有紅燈亮，再閉合S2時紅燈和白燈均發(fā)光，并且要求在S1閉合前，即使先閉合S2，白燈也不發(fā)光．符合上述要求的電路圖是（B）ABCD7.在圖中，要求L1、L2并聯(lián)，用電流表測量干路中的電流（約為0.4A），電壓表測量燈泡L1兩端的電壓，變阻器調(diào)節(jié)L2的亮度，開關控制整個電路，將符合要求的電路圖畫在虛線框內(nèi)，并用筆畫線表示導線將右下圖中各個元件連接起來．一、專題精講題型一：串聯(lián)電路故障分析例1：右圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關S后，電路正常工作．過了一會兒，燈L熄滅，兩個電表中只有一個電表的示數(shù)變大，則下列判斷正確的是（D）A．可能是電阻R短路，電流表的示數(shù)變大B．一定是燈L短路，電流表的示數(shù)變大C．可能是電阻R斷路，電壓表的示數(shù)變小D．可能是燈L斷路，電流表的示數(shù)變小題型二：并聯(lián)電路故障分析例1.如圖2所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S，電路正常工作。過了一會兒，兩個電表中有一個電表的示數(shù)變小，且電路中只有燈與電阻中的一個有故障，則下列斷中正確的是（C）A．可能燈短路。 B．可能燈斷路。C．可能電阻R短路。 D．一定電阻R斷路。圖2圖2題型三：電路檢測例1：在“組成串聯(lián)電路”的學生實驗中，如圖所示是小林同學實驗的電路圖，當開關S合上后，他發(fā)現(xiàn)燈L1與L2均不亮．小林同學想了想，然后拿起一根導線開始檢查：他先將導線并接在燈L1的兩端，發(fā)現(xiàn)燈L2亮，L1不亮；然后用導線并接在L2兩端，發(fā)現(xiàn)兩燈均不亮．于是，他馬上判斷出了電路的故障．你認為他的判斷是L1斷路。

例2：如圖所示，閉合電鍵S，發(fā)現(xiàn)燈不亮。若故障只發(fā)生在電阻R或燈L上，則用電壓表對電路進行檢查，下列正確的是（A）A、電壓表接ab時，閉合電鍵S，若電壓表有示數(shù)，說明燈L斷路B、電壓表接cd時，閉合電鍵S，若電壓表沒有示數(shù)，說明R短路C、電壓表接bd時，閉合電鍵S，若電壓表沒有示數(shù)，說明電阻R斷路D、電壓表接ac時，閉合電鍵S，若電壓表有示數(shù)，說明燈L短路RRLabcdS題型四:家庭電路故障例1：如圖所示的家庭照明電路，已知其中一只燈泡的燈頭接線處存在故障．電工師傅為查明故障，在保險絲處接入一只“220V

40W”的燈泡L0．當只閉合開關S、S1時，燈泡L0和L1都呈暗紅色（比正常發(fā)光狀態(tài)暗得多）；當只閉合開關S、S2時，燈泡L0正常發(fā)光，L2不發(fā)光．由此可以確定（）A．L1燈頭接線處斷路B．L1燈頭接線處短路C．L2燈頭接線處斷路D．L2燈頭接線處短路例2：某同學家室內(nèi)的電燈均正常工作，當他把“220V

8W”的臺燈插頭插入插座后，閉合臺燈開關，室內(nèi)電燈全部熄滅，發(fā)生這一現(xiàn)象的原因可能是（D）A．插座處短路B．臺燈插頭處短路C．臺燈開關處短路D．臺燈燈頭處短路例3：如圖所示，閉合開關，燈不亮．用測電筆檢查a、b、c、d四點，發(fā)現(xiàn)只有在d點時氖管不發(fā)光．則電路的故障是（D）A．燈絲斷了B．進戶火線斷了C．a(chǎn)b段斷路D．cd段斷路例4：王老師要在房間里安裝“220V

100W”頂燈和“220V

3W”的壁燈各一盞．他打算將兩盞燈并聯(lián)后用一個開關S來控制，但接完后合上閘刀開關，發(fā)現(xiàn)壁燈亮、頂燈不亮；他合上開關S，結果不亮的燈亮了，而原來亮的燈卻不亮了；再斷開開關S，又恢復了原狀．他錯接的電路是（B）ABCD專題過關1.如圖所示的電路中，電源電壓為3伏。當開關S閉合時，卻只有一只燈泡發(fā)光，若故障只發(fā)生在兩只燈泡上，則下列判斷正確的是（B）圖8圖8A．若電壓表示數(shù)為3伏，則燈Ll短路B．若電壓表示數(shù)為3伏，則燈L2短路C．若電壓表示數(shù)為0伏，則燈Ll斷路D．若電壓表示數(shù)為0伏，則燈L2斷路2.在如圖4所示的電路中，電源電壓保持不變。當電鍵S閉合后，電路正常工作，一會兒后，燈L熄滅，電壓表V的示數(shù)發(fā)生變化。若電路故障只發(fā)生在電阻R或小燈L上，則故障是（A）A．當電壓表V的示數(shù)一定是小燈L斷路B．當電壓表V的示數(shù)，一定是電阻R斷路C．當電壓表V的示數(shù)一定是小燈L短路D．當電壓表V的示數(shù)一定是電阻R短路圖圖4VSRL3.S閉合前后，兩電表指針所在位置都不變，下列判斷中正確的是（C）A．若燈L不發(fā)光，則只有電阻R短路B．若燈L不發(fā)光，則只有電阻R斷路C．若燈L發(fā)光，則只有電阻R短路D．若燈L發(fā)光，則只有電阻R斷路4.在圖1所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵S，電路正常工作。過了一會兒，兩個電表中只有一個電表的示數(shù)變大。已知除燈L和電阻R外，電路中其它各處均完好，則（C）A．若電壓表示數(shù)變大，可能是L短路B．若電流表示數(shù)變大，可能是L短路C．若電壓表示數(shù)變大，一定是R斷路D．若電流表示數(shù)變大，一定是R斷路5.在圖4所示的電路中，閉合電鍵S，發(fā)現(xiàn)一只電表的示數(shù)明顯變小，而另一只電表的示數(shù)明顯變大，則（A）A．可能是燈L斷路 B．一定是燈L短路C．可能是滑動變阻器R斷路 D．一定是滑動變阻器R短路6.在如圖所示的電路中，電源電壓為6伏且不變。閉合電鍵S，兩個電壓表均有示數(shù)，將滑動變阻器的滑片向右移動過程中，電壓表V2的示數(shù)突然變大。已知電路中各處均接觸良好，除滑動變阻器和燈外，其他元件均完好。（1）若電路中只有一處出現(xiàn)故障，請判斷故障可能是________。（選填“R斷路”、“R短路”、“L斷路”或“L短路”）（2）若（1）小題判斷正確，如果再給你一個電流表和電壓表V3，當電流表串聯(lián)接入電路后，閉合電鍵，電流表____________（選填“有示數(shù)”或“無示數(shù)”），此時，電壓表V3接在R兩端，V3的示數(shù)為__________伏，電壓表V2的示數(shù)為_____________伏。答案：R短路；（2）有示數(shù)；0；6?；颍?）L斷路；（2）無示數(shù)；0；67.在如圖所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵S，電路正常工作。一段時間后，發(fā)現(xiàn)其中有一個燈泡熄滅，而此時電壓表的示數(shù)與電流表的示數(shù)的比值不變，則下列說法可能的是（A）A．燈L1熄滅B．燈L1亮度不變C．燈L2熄滅 D．燈L2更亮8.在如圖所示的電路中，電阻R1>R2。閉合電鍵S，電流表A的示數(shù)為I1，電壓表V的示數(shù)為U1。一段時間后，電流表A的示數(shù)為I2，且I2<I1/2，電壓表V的示數(shù)為U2，且U2=U1。則發(fā)生此現(xiàn)象的原因可能是（B）A．R1斷路 B．R2斷路C．R1短路 D．R2短路8.小華在探究“怎樣用變阻器改變燈泡的亮度”時，連接的電路如圖所示．閉合開關后，燈泡不亮，她用相同規(guī)格的燈泡如圖進行電路故障檢測，測試結果如下表所示，則電路中的故障可能是（A）接入點a、bc、de、f檢測燈發(fā)光情況不亮亮不亮A．開關斷路B．開關短路C．變阻器斷路D．燈泡斷路學法提煉專題特點：電路的斷路或局部短路故障判斷是一類重要的能力題目，歷年考試均加以了強調(diào)，這類題目涉及了電路連接方式、歐姆定律和串、并聯(lián)電路的特點等知識，同時還要具備一定的分析、推理能力。2、解題方法（1）、串聯(lián)電路的斷路或局部短路故障現(xiàn)象內(nèi)容斷路局部短路實質某電阻（或導線）變?yōu)樽柚禑o窮大。某電阻值變?yōu)?，可看作一根導線。電流情況電路中（任何處）均無電流。短路處無電流，整個電路中電流變大。用電器工作情況均不工作。有一個工作，另一個不工作。故障發(fā)生處電路中任何一點。只可能在電阻上。電流表的示數(shù)無示數(shù)。有示數(shù)且變大。電壓表的示數(shù)斷路處兩端電壓為電源電壓，其余部分為0。短路處為0，仍然工作的用電器（電阻）兩端電壓為電源電壓。串聯(lián)電路的斷路或短路故障分析，一般先判斷電路中是否有電流（或用電器是否均工作），以確定故障到底是短路還是斷路；然后可根據(jù)電壓情況來判斷故障發(fā)生的地方。（2）、并聯(lián)電路的斷路故障現(xiàn)象并聯(lián)電路目前只會出現(xiàn)斷路故障，局部短路不會出現(xiàn)，因為它的局部短路就是整個電路的短路。在判斷斷路時，只要看哪條支路的電流減小（即為0），或者哪個用電器不工作，那么就是哪處斷路，其余電路（或用電器）都正常，在并聯(lián)電路中，電壓表幾乎不起判斷作用。3、注意事項識別錯誤電路一般錯誤發(fā)生有下列幾種情況：（1）是否產(chǎn)生電源短路，也就是電流不經(jīng)過用電器直接回到電源負極；（2）是否產(chǎn)生局部短接，被局部短路的用電器不能工作；（3）是否電壓表、電流表和正負接線柱錯接了，或者量程選的不合適（過大或過小了）；（4）滑動變阻器錯接了（全上或全下了）。能力培養(yǎng)綜合題1市一醫(yī)院為了方便病人呼喚醫(yī)護人員，在醫(yī)生值班室安裝紅綠燈各一盞，請在如圖中的虛線框里設計一個電路，要求：醫(yī)護人員看見紅燈知道是1號病房有人呼喚，看見紅燈亮知道2號病房有人呼喚。答案：綜合題2：5.一個控制電路的封閉部件上有A、B、C三個接線柱。一個電燈、一個電鈴。當用導線連AB時，鈴響燈不亮。連AC時，燈亮鈴不響。連BC時，燈不亮，鈴不響。畫出部件內(nèi)部的電路圖。答案：綜合題3：一般轎車上都設有安全帶未系提示系統(tǒng)．某同學也設計了一個簡易安全帶未系提示系統(tǒng)，以實現(xiàn)：（1）當人不坐在座椅上時，指示燈不亮；（2）坐上座椅而未系安全帶時，指示燈亮；（3）坐上座椅又系安全帶時，指示燈不亮，在如圖所示該同學設計的電路圖中，虛線框內(nèi)為未畫完整的部分，其中包含三個元件：一只小燈泡L，用作指示燈；開關S1，接通表示有乘客坐在座椅上，斷開表示沒有乘客坐在座椅上；開關S2：接通表示安全帶系上了，斷開表示安全帶未系．

（1）請你將虛線框內(nèi)未畫完整的電路補畫完整；（2）電阻R的作用是防止電源短路（或保護電路）答案：綜合題4隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進我們的家庭．小林的爸爸最近也購買了一輛轎車．下表是這輛四輪轎車的部分數(shù)據(jù)：轎車的基本參數(shù)氙氣大燈的技術參數(shù)車身質量（千克）1900額定電壓（伏）12長/寬/高（毫米）5175/1899/1480耗電功率（瓦）35油耗（升/百千米）7.4電瓶的技術參數(shù)最大輸出功率（千瓦）150電壓（伏）12最高時速（千米/小時）210充電時間（小時）20輪胎寬度（毫米）200容量（安?小時）50

（1）該轎車空車停放在水平路面上時，某同學測得該轎車輪胎與地面接觸的長度約為50毫米（沿車長的方向）．則此時該轎車對水平路面的壓強約為多大（g取10牛/千克）？

（2）請在圖甲中用筆畫線代替導線將汽車的啟動原理圖連接完整．

說明：當鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉動（相當于閉合開關），電動機工作，啟動轎車；電磁鐵的工作電壓小于電動機的工作電壓．

（3）若轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力不變，運動的速度v與時間t的關系如圖乙所示．則在0-5s時間內(nèi)，轎車發(fā)動機做功多少J？轎車運動過程中受到的阻力是多少N？

（4）該轎車的頭部裝有兩盞氙氣大燈，若用該轎車上充足電的電瓶給氙氣大燈供電．最多能供氙氣大燈正常工作多長時間？答案：（1）4.75×105Pa(3)做功為4.5×105J；阻力是3×103N(4)30857s(2)如下課后作業(yè)請把根據(jù)要求設計電路，要求：①電流表測燈泡中電流，電壓表測燈泡兩端電壓；②滑動變阻器串聯(lián)在電路中，能控制電路．

③電路中最大電流約為1.2A．（1）在以下虛線框內(nèi)畫出電路圖（2）根據(jù)電路圖把右邊的實驗裝置連接成實物電路要求：滑片左移，電流表的示數(shù)變大．（3）連接電路時，開關應處于

狀態(tài)，滑動變阻器的滑片應處于位置，即圖中的

端．（填“A“或“B“）答案：（2）斷開最大阻值處B2.2010年亞運會在中國廣州舉行，擊劍也是亞運會的比賽項目之一．當甲方運動員的劍（圖中用S甲表示）擊中乙方運動員的導電服時，乙方的指示燈會亮．下列能反映上述原理的電路是（D）ABCD3.學校茶爐房為方便學生而設計了如圖所示的電路．綠燈亮、紅燈不亮，表示水已燒開，此時開關的開、閉情況是（A）A．S1斷開、S2閉合B．S1閉合、S2斷開C．S1、S2都斷開D．S1、S2都閉合4.如圖所示，電源電壓保持不變。當電鍵S閉合后，電路正常工作，一會兒后燈L熄滅，電壓表V的示數(shù)發(fā)生變化。若電路故障只發(fā)生在電阻R或小燈L上，則故障是（A）A.當電壓表V的示數(shù)一定是小燈L斷路B.當電壓表V的示數(shù)，一定是電阻R斷路C.當電壓表V的示數(shù)一定是小燈L短路D.當電壓表V的示數(shù)一定是電阻R短路5.如圖所示，閉合電鍵S，電路正常工作，一段時間后燈L熄滅，電路中只有一處故障，且只發(fā)生在燈L或電阻R上?，F(xiàn)將一完好的電壓表并聯(lián)在燈L兩端（A）A.若電壓表有示數(shù)，則一定是燈L斷路B.若電壓表有示數(shù)，則可能是電阻R短路C.若電壓表無示數(shù)，則一定是燈L短路D.若電壓表無示數(shù)，則一定是電阻R斷路6.如圖所示，電源電壓保持不變。閉合電鍵S，電路正常工作。一段時間后，三個電表中只有一個電表的示數(shù)變大。若電路中只有一處故障，且只發(fā)生在電阻R1或R2處，則下列判斷中正確的是（D）SVSV1R2R1AV2A.若電壓表V1示數(shù)變大，則電阻R1短路B.若電壓表V1示數(shù)變大，則電阻R2短路C.若電壓表V2示數(shù)變大，則電阻R1斷路D.若電壓表V2示數(shù)變大，則電阻R2斷路7.如圖所示，電源電壓保持不變。當電鍵S閉合后，電壓表V的示數(shù)始終為電源電壓。若電路中只有一處故障，且只發(fā)生在電阻R或燈泡L處，則在下列方法中