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1、电路动态分析和电路故障分析电路动态分析知识精要一、什么是动态电路问题？ 动态电路是指当电路中电阻、电键等发生变化时，会引起电路中电流、电压等电学物理量发生变化现象。在初中物理中，一般会有以下两种原因：1滑动变阻器滑片P位置变化引起电路中电学物理量变化。2电键断开或闭合引起电路中电学物理量变化。二、动态电路问题解题思路什么？1、对滑动变阻器滑片P位置变化引起电路中电学物理量变化问题，方法：明确电路 （电压表直接去掉，电流表看做导线，简化电路，明确电阻或用电器串并联关系）；判断准各电流表、电压表测量对象 （每个电表分别测是谁电压和电流）；滑动变阻器滑片P向某个方向滑动后，使电路总电阻发生了怎样变化
2、；再根据欧姆定律判断电流、电压变化。（注意串、并联电路电流、电压关系运用）。2、对电键断开或闭合引起电路中电学物理量变化问题，方法：明确电键断开和闭合是分别是什么电路；画出等效电路（电压表直接去掉，简化电路）；明确电键断开和闭合时各电流表、电压表测量对象；再根据欧姆定律判断电流、电压变化。（注意串、并联电路电流、电压关系运用）。三、动态电路问题题型有哪些？第一种类型：滑动变阻器滑片P位置变化引起电路中电学物理量变化。1、串联电路中滑动变阻器滑片P位置变化引起变化问题。2、并联电路中滑动变阻器滑片P位置变化引起变化问题。第二种类型：电键断开或闭合引起电路中电学物理量变化。1、串联电路中电键断开或
3、闭合引起变化问题。2、并联电路中开关断开或闭合引起变化问题。第三种类型：电学物理量差值、比值、乘积、变化量等问题。1、串联电路中电学物理量差值、比值、乘积、变化量等问题。2、并联电路中电学物理量差值、比值、乘积、变化量等问题。题目精解一、滑动变阻器滑片P位置变化引起电路中电学物理量变化1串联电路中滑动变阻器滑片P位置变化引起变化例1如图1，是典型伏安法测电阻实验电路图，当滑片P向左移动时，请你判断A表和V表变化。分析：本题中，为了分析表达简洁，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R2RIA表。R1不变IR1U1V表。
4、判断V表变化还可以根据串联电路分压原理来分析：R2U2U1V表。变式训练题参考上图，在伏安法测电阻实验中，若由于各种原因，电压表改接在滑动变阻器两端，当滑片P向左移动时，请判断A表和V表变化。 图1 图2 图3例2如图2，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。分析：首先要确定电路类型，此电路属于串联电路呢还是并联电路。我们可以将电流表简化成导线，将电压表简化成断开电键或干脆拿掉。此时可以容易地看出，这是一个串联电路。而且发现滑动变阻器滑片已经悬空，滑动变阻器接成了定值电阻，所以A表示数不变。电压表在本电路中，是测量R1和R2部分电阻之和电压，当滑片P向左移动时，被跨接在电压表内电阻随着变小
5、，根据分压原理：V表示数减小。变式训练题 如图3，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。例3在如图4所示电路中，当闭合电键后，滑动变阻器滑动片P向右移动时 （ ）(A)安培表示数变大，灯变暗。 (B)安培表示数变小，灯变亮。(C)伏特表示数不变，灯变亮。 (D)伏特表示数不变，灯变暗。分析：将电流表等效为一根导线，可以看到电压表直接测量电源电压，因此当滑动变阻器滑动片P向右移动时，电压表示数将不会变化；而电阻R阻值变大，小灯电阻RL大小不变（注意：在初中阶段，小灯电阻由于温度变化引起变化往往忽略不计），因此总电阻变大，电流变小，所以电流表示数变小。从串联电路分压角度分析，小灯两端电压也将变
6、小，小灯功率P=ULI也将变小，所以小灯发光将变暗。本题正确答案为D。变式训练题 在如图5所示电路中，当闭合电键后，滑动变阻器滑动片P向右移动时（ ）(A)伏特表示数变大，灯变暗。 (B)伏特表示数变小，灯变亮。(C)安培表示数变小，灯变亮。 (D)安培表示数不变，灯变暗。 图4 图5 图6 图72并联电路中滑动变阻器滑片P位置变化引起变化例4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：并联电路各支路两端电压相等，等于电源电压，故电压表V示数不变。由于并联电路各支路独立工作，互不干扰，滑动变阻器滑片P向右移动时，对R1这条支路没有影响，所以电流表A1示数不变。滑片P右移，
7、R2变大，两端电压不变，故电流变小，干路中电流也随之变小，所以A2示数也会变小。变式训练题 如图7，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？二、电键断开或闭合引起电路中电学物理量变化1串联电路中电键断开或闭合引起变化例5在如图8所示电路中，将电键K闭合，则安培表示数将_，伏特表示数将_(均填“变大”、“变小”或“不变”)。分析：在电键尚未闭合前，两个电阻组成串联电路。电压表测量R1两端电压，电键K闭合后，电阻R2被局部短路，电压表变成测量电源两端电压了，因此电压表示数将变大。在电键尚未闭合前，电流表测量是串联电路电流值，由于此时电阻较大，故电流较小；电键K闭合后，电阻R2被局部短路
8、，电路中电阻只有R1了，因此电流表示数将变大。变式训练题在如图9所示电路中，当电键K断开时，电阻R1及R2是_联连接。电键K闭合时，电压表示数将_(选填“变小”、“不变”或“变大”)。 图8 图9 图102并联电路中电键断开或闭合引起变化例6 在图10中，灯泡L1和灯泡L2是_联连接。当电键K断开时，电压表示数将_；电流表示数将_(选填“增大”、“不变”或“减小”)。分析：本题难度首先在电路识别，我们可以将电流表看作导线，将电压表拿去，就容易看出这个电路是“并”联电路。电流表是串联在小灯L1支路中，所以电键闭合时，电流表示数从0变到有读数，应该选填“增大”。电压表是测量电源电压，而且不受电键控
9、制，所以示数“不变”。 图11 图12 图13变式训练题 在图11中，灯泡L1和灯泡L2是_联连接。当电键K断开时，电压表示数将_；电流表A1示数将_，电流表A2示数将_ (选填“增大”、“不变”或“减小”)。 电路故障分析知识精要一、1、简单电路故障一般来说，造成电路故障原因主要有元件短路、断路两种。名称定义通路处处相通电路，它是电路正常工作状态。断路电路某处断开，电流无法通过电路叫断路（或叫开路）。短路电路中某个用电器（或某段电路或电源两端）被导线直接并联，电流不经过用电器直接经过导线现象。2、故障产生原因 电路出现故障在物理实验中是经常发生。由于元件损坏、接触不良、实验操作不当、电路元件
10、接错而造成短路或断路。上海中考中，电路故障命题要求是故障只能发生在两个用电器其中一个上（定值电阻、小灯泡或滑动变阻器），故障原因只能为其中一个用电器发生短路或断路。按电路我们又可以分为串联电路和并联电路故障分析。故障一些简单原因及现象如下表所示：电路故障灯泡短路原因：接线柱直接用导线连接现象：灯泡不亮断路原因接线柱接触不良灯丝烧坏（断）现象：灯泡不亮滑动变阻器短路原因接线柱错接“同上”闭合电键前没有调节滑片p位于“阻值最大处”现象：起不到保护作用，电路电流很大断路原因：接线柱接触不良或烧坏现象：整个电路被断开接法错误，连入电阻最大并不改变原因：接“同下”现象：阻值不变，较大二、电路故障基本判断
11、方法我们一般先由灯亮灭、电表示数有无或突然示数变大变小来初步判断电路是短路还是断路，然后利用电压表、电流表或导线来具体查找是哪段电路出现故障。（1）导线法如图所示S闭合，L1、L2不亮，用导线把a,b两点连接起来，灯不亮说明开关完好，若用导线和bc或cd连接起来灯亮，说明：导线及哪一部分并联，另一只灯亮，则及导线并联那一部分断路。（2）电流表法如上图S闭合，L1、L2不亮，把电流表连入ab、bc、或cd之间灯亮，则可判定：电流表及哪一部分并联,电流表有读数，另一只灯亮,则及电流表并联部分断路。（3）电压表法如上图S闭合，L1、L2不亮，把电压表及ad连接若有读数，电源完好。当及ab连接时电压表
12、有读数，灯不亮，则开关处有断路(或接触不良)。若无读数，则s完好。当及bc或cd连接时，若电压表有读数，则电压表并联部分断路，若无读数，则电压表并联部分完好。三、电路故障电路分类（一）串联电路故障分析（1）断路：串联电路发生断路时，其特征是整个电路均无电流通过（或每个用电器都没电流通过）。用电表判断：串联电路中有一处断路，（总电流为零），可先用电压表测量电源电压，若测得电压不为零，说明电源供电正常。然后再用电压表分别测量各用电器两端电压，凡是测得电压为0处，说明此处没有发生断路，若测得某用电器两端电压=电源电压，则这个用电器一定断路了。及电压表并联电器断路电压表示数为电源电压电流表无示数断路电
13、压表并联以外电路断路电压表无示数（2）短路：串联电路发生电源短路时，其特征是在短路导线中（或路径）电流很大，是电路危险；若发生局部短路时，特征是该用电器两端电压为0，且该用电器中无电流通过。用电表判断：串联电路中有某处发生局部短路（总电阻变小，总电流变大）可用电压表分别测量各用电器两端电压，凡电压表有示数（接近电源电压）用电器都没有发生短路，而电压表示数为零地方就是发生局部短路地方。及电压表并联电器短路电压表无示数短路电流表有示数（变大） 电压表并联以外电路短路电压表示数为电源电压（二）并联电路故障分析（1）断路：并联电路发生断路时，其特征是被断路路径（干路或支路）中无电流通过。（2）短路：并
14、联电路发生短路时，其特征必是在电源短路，在短路路径中电流很大，而各支路中无电流通过。用电表判断：并联电路中出现故障都是断路。因为并联电路中任何一用电器短路，整个电路被短路（电源短路）。凡开路处，此处定无电流通过，电流表无示数。及电流表串联电器断路电流表无示数断路电压表有示数 电流表串联以外电路断路电流表有示数四、电路故障基本题型题型一：简单串联电路中灯泡先正常工作，过一段时间，灯熄灭问题。题型二：简单并联电路中灯泡先正常工作，过一段时间，灯熄灭问题。题型三：电路中因某个用电器故障，导致电表示数变化问题。题型四：故障后用电表或其他用电器二次检验问题。题目精解一、电路故障引起电路中电学物理量变化及
15、故障原因分析例7在图12中，当电键 K闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为4伏。过了2分钟，电压表示数为0，经检查除小灯泡外其余器材连接良好，请分析造成这种情况原因可能有：_。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L2短路；3.小灯L1断路。起先，电压表有示数，说明不存在原因1情况。那么还有两种情况都是可能。答案为：小灯L2短路；小灯L1断路。变式训练题 在如图13所示电路中，电源电压等于6伏，合上电键后电压表示数为6伏。经分析得出，电路中可能发生情况是：_。例8 在如图14所示电路中，电源电压不变。闭合电键K后，灯L1、L2都发光。一段时间后，其中一灯突然
16、熄灭，而电流表、电压表示数都不变，则产生这一现象原因可能是（ ）(A)灯L1短路。 (B)灯L2短路。 (C)灯L1断路。 (D)灯L2断路。分析：这是一个并联电路。可以采用排除法。小灯L2短路，会导致电压表示数变小、电流表示数变大，且导致两灯都不亮；小灯L2断路，会导致电流表示数变0；小灯L1短路，也会导致两灯都不亮；一灯熄灭而电表示数都不变，只有小灯L1发生断路时才有此可能。本题正确答案为C。变式训练题 在图15所示电路中,电源电压不变。闭合电键K，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
17、R可能短路。 图14 图15 图16例9 在图16所示电路中，电源电压不变。闭合电键K后，灯L1、L2都发光，段时间后，其中一盏灯突然变亮，而电压表Vl示数变小，电压表V2示数变大，则产生这一现象原因是 ( )(A)灯L1断路。 (B)灯Ll短路。(C)灯L2断路。 (D)灯L2短路。分析：属于电路故障分析题。“段时间后，其中一盏灯突然变亮”排除了电路出现断路情况，那么，故障现象只有发生短路了。电压表V2示数变大，是小灯变亮原因，一定是小灯L2突然变亮；电压表Vl示数变小说明小灯L1发生了短路。本题正确答案为B。专题练习1. 图17中，A、B、C、D是滑动变阻器四个接线柱。若将A、C分别及图中
18、电路导线头M、N相连接，闭合电键后，当滑动片P向右移动时，安培表示数将_(填“变大”、“不变”或“变小”)；若将D及N相连接，接线柱_及M相连接，则闭合电键后，滑动片P向左移动时，伏特表示数增大。 图17 图18 图192. 在如图18所示电路图中，当电键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. 在图19所示电路中，当电键K闭合时，灯L1、L2均不亮。某同学用一根导线去查找电路故障。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)
19、灯L1短路。 (C)灯L2断路。 (D)灯L2短路。4. 如图20所示，电阻R1阻值为20欧，R2为40欧，当电键K断开时，电流表A示数为0.1安，则电源电压为_伏。若电键K闭合时，电流表A示数为_安。 图20 图21 图225. 在图21所示电路中，电源电压为6伏。当电键K闭合时，只有一只灯泡发光，且电压表V示数为6伏。产生这一现象原因可能是 ( )(A)灯L1短路。 (B)灯L2短路。 (C)灯L1断路。 (D)灯L2断路。6. 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
20、变大。 (D)电流表A示数变小，电压表V示数不变。7. 如图23所示，闭合电键K，当滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表A示数将_(选填“变小”、“不变”或“变大”)。 图23 图248. 在电路中，发生了如图24所示现象，已知电路中只有一处故障，且除两个灯泡外其余部分均完好，现有导线、电压表、电流表，在不拆开电路情况下，请挑选合适器材判断电路故障，写出两种判断方法，包括所用器材、观察到现象和结论：_。参考答案1变小；B。 2D。 3A。 46；0.15。 5B 6A。 7不变。8方法一：用一根导线并联在L1两端，若L2发光，说明L1断路。方法二：用电流表并联在L1两端，若电流表有示数且L2发光，说明L1断路。若电流表没有示数，且L2不发光，说明L2断路。方法三：用电压表并联在L1两端，若电压表示数等于电源电压，说明L1断路。若电压表示数等于零，说明L2断路。9 / 9