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1、电路动态分析和电路动态分析和 电路故障分析电路故障分析专题专题一、滑动变阻器滑片一、滑动变阻器滑片P的位置变化引起电路中电的位置变化引起电路中电学物理量的变化学物理量的变化1串联电路中滑动变阻器滑片串联电路中滑动变阻器滑片P的位置变化引起的变化的位置变化引起的变化分析：本题中，为了分析表达的简洁，我们分析：本题中，为了分析表达的简洁，我们约定一套符号：约定一套符号：“”表示引起电路变化；表示引起电路变化；“”表示物理量增大或电表示数增大；表示物理量增大或电表示数增大；“”表示物理量减小或电表示数减小。表示物理量减小或电表示数减小。P P左移左移R R2 2RI A RI A 表表。R R1 1
2、不变不变IRIR1 1UU1 1 V V 表表。判断电压表的变化还可以根据串联电路的分压判断电压表的变化还可以根据串联电路的分压原理来分析：原理来分析：R R2 2UU2 2UU1 1 V V 表表。例例1如图，是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片如图，是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向左移动时，请你判断向左移动时，请你判断 A 表和表和 V 表的变化。表的变化。A 表变大 V 表变小v变式训练题变式训练题参考下图，在伏安法测电阻的实验中，若由于各种原因，电压表改接在滑动变阻器的两端，当滑片向左移动时，请判断 A 表和 V 表的变化。例例2如图，当滑片如图，当滑片P向左移动时，向
3、左移动时，A 表和表和 V 表将如何变化。表将如何变化。分析：首先要确定电路的类型，分析：首先要确定电路的类型，此电路属于串联电路呢还是并联电路？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，将电我们可以将电流表简化成导线，将电压表简化成断开的电键或干脆拿掉。压表简化成断开的电键或干脆拿掉。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的滑片已经悬空，滑动变阻器接成了定值电阻，所变阻器的滑片已经悬空，滑动变阻器接成了定值电阻，所以以 A 表示数不变。表示数不变。电压表在本电路中，是测量电压表在本电路中，是测量R1和和R
4、2部分电阻之和的电压，部分电阻之和的电压，当滑片当滑片P向左移动时，被跨接在电压表内的电阻随着变小，向左移动时，被跨接在电压表内的电阻随着变小，根据分压原理：根据分压原理：V 表示数减小。表示数减小。变式训练题变式训练题：如图，当滑片如图，当滑片P向左移动时，向左移动时，A 表和表和 V 表的示数将如何变化表的示数将如何变化。A 表变大表变大 V表不变表不变n 例例3在如图所示电路中，当闭合电键后，滑在如图所示电路中，当闭合电键后，滑动变阻器的滑动片动变阻器的滑动片P向右移动时向右移动时（）n(A)安培表示数变大，灯变暗安培表示数变大，灯变暗 n(B)安培表示数变小，灯变亮。安培表示数变小，灯
5、变亮。n(C)伏特表示数不变，灯变亮伏特表示数不变，灯变亮n(D)伏特表示数不变，灯变暗。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，因此当滑动变阻器的滑动片源电压，因此当滑动变阻器的滑动片P向右移动时，电压表的向右移动时，电压表的示数将不会变化；而电阻示数将不会变化；而电阻R的阻值变大，小灯的电阻的阻值变大，小灯的电阻R大小不大小不变（注意：在初中阶段，小灯的电阻由于温度的变化引起的变变（注意：在初中阶段，小灯的电阻由于温度的变化引起的变化往往忽略不计），因此总电阻变大，电流变小，所以电流表化往往
6、忽略不计），因此总电阻变大，电流变小，所以电流表示数变小。从串联电路的分压角度分析，小灯两端的电压也将示数变小。从串联电路的分压角度分析，小灯两端的电压也将变小，小灯的功率变小，小灯的功率P=UIP=UI也将变小，所以小灯的发光将变暗。本也将变小，所以小灯的发光将变暗。本题正确答案为题正确答案为D。D 变式训练题变式训练题：在如图所示电路中，当闭合电键后，滑动变在如图所示电路中，当闭合电键后，滑动变 阻器的滑动片阻器的滑动片P向右移动时（向右移动时（）(A)伏特表示数变大，灯变暗。伏特表示数变大，灯变暗。(B)伏特表示数变小，灯变亮。伏特表示数变小，灯变亮。(C)安培表示数变小，灯变亮。安培表
7、示数变小，灯变亮。(D)安培表示数不变，灯变暗。安培表示数不变，灯变暗。A例例4如图，当滑片如图，当滑片P向右移动时，向右移动时，A1 表、表、A2 表和表和 V 表将如何变化？表将如何变化？v分析：并联电路各支路两端电压分析：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。由于并联电路各支示数不变。由于并联电路各支路独立工作，互不干扰，滑动变路独立工作，互不干扰，滑动变阻器滑片阻器滑片P向右移动时，对向右移动时，对R1这条支路没有影响，所以这条支路没有影响，所以电流表电流表 A1 示数不变。滑片示数不变。滑片P右移，右移，R2变大，两端电压变大，两
8、端电压不变，故电流变小，干路中电流也随之变小，所以不变，故电流变小，干路中电流也随之变小，所以A2 示数也会变小。示数也会变小。2并联电路中滑动变阻器的滑片并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的的位置的 变化引起的变化变化引起的变化v 变式训练题 ：如图，当滑片P向右移动时，A1 表、A2 表和 V 表将如何变化？A1 变小变小 A2 变小变小 V 不变不变二、电键的断开或闭合引起电路中电学物二、电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化理量的变化n例5在如图所示的电路中，将电键K闭合，则电流表的示数将_，电压表的示数将_(均填“变大”、“变小”或“不变”)。v分析：在电键尚未闭合前，两个电分析
9、：在电键尚未闭合前，两个电阻组成串联电路。电压表测量阻组成串联电路。电压表测量R R1 1 两两端的电压，电键端的电压，电键K K闭合后，电阻闭合后，电阻R R2 2 被被局部短路，电压表变成测量电源两端局部短路，电压表变成测量电源两端的电压了，因此电压表的示数将变大。在电键尚未闭合前，的电压了，因此电压表的示数将变大。在电键尚未闭合前，电流表测量的是串联电路的电流值，由于此时电阻较大，故电流表测量的是串联电路的电流值，由于此时电阻较大，故电流较小；电键电流较小；电键K K闭合后，电阻闭合后，电阻 R R2 2 被局部短路，电路中的电被局部短路，电路中的电阻只有阻只有R R1 1了，因此电流表
10、的示数将变大。了，因此电流表的示数将变大。变大变大变式训练题变式训练题在如图所示的电路中，当电在如图所示的电路中，当电键键K断开时，电阻断开时，电阻R1与与R2是是_联连联连接的。电键接的。电键K闭合时，电压表的示数将闭合时，电压表的示数将_。串串变小变小三、三、闭合电路的故障分析闭合电路的故障分析1、定义：电路中的一部分发生短路或者断路，经、定义：电路中的一部分发生短路或者断路，经分析，找出故障原因。分析，找出故障原因。2、方法：、方法：A：用仪表查故障：用仪表查故障 B：用动态分析、排除法、图像法分析故障：用动态分析、排除法、图像法分析故障短路处特点：短路处特点：短路处特点：短路处特点：有
11、电流通过而电压为零有电流通过而电压为零有电流通过而电压为零有电流通过而电压为零断路处特点：断路处特点：断路处特点：断路处特点：电路电压不为零而电流为零电路电压不为零而电流为零电路电压不为零而电流为零电路电压不为零而电流为零 如图所示的电路中，电源电压为如图所示的电路中，电源电压为 V，当开关当开关S接通后，灯泡接通后，灯泡1和和2都不亮，用电压表测得各都不亮，用电压表测得各部分电压是部分电压是ab V，d，d V，由此可判定（由此可判定（）A.1和和2的灯丝都烧断了的灯丝都烧断了 B.1的灯丝烧断了的灯丝烧断了 C.2的灯丝烧断了的灯丝烧断了 D.变阻器变阻器R断路断路 C例一：例一：在图在图
12、12中，当电键中，当电键 K闭合后，两只小灯泡发光，电压闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为表示数为4伏。过了伏。过了2分钟，电压表示数为分钟，电压表示数为0，经检查，经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，请分析造成这种情除小灯泡外其余器材的连接良好，请分析造成这种情况的原因可能有：况的原因可能有：_。分析：电压表示数为分析：电压表示数为0，其原因，其原因有三：有三：1.电压表没有接好或电压电压表没有接好或电压表损坏；表损坏；2.小灯小灯L2短路；短路；3.小灯小灯L1断路。起先，电压表有示数，断路。起先，电压表有示数，说明不存在原因说明不存在原因1的情况。那么的情况。那么还有两种情况都是可能的
13、。还有两种情况都是可能的。小灯小灯L2短路；小灯短路；小灯L1断路。断路。例二：例二：在如图在如图14所示的电路中，电源电压不变。闭合电键所示的电路中，电源电压不变。闭合电键K后，灯后，灯L1、L2都发光。一段时间后，其中一灯突都发光。一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生然熄灭，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（这一现象的原因可能是（）(A)灯灯L1短路短路 (B)灯灯L2短路短路 (C)灯灯L1断路。断路。(D)灯灯L2断路断路 C例三：例三：在图在图15所示的电路中所示的电路中,电源电压不变。闭合电键电源电压不变。闭合电键K，电路正常工
14、作。一段时间后，发现其中一个电压表电路正常工作。一段时间后，发现其中一个电压表示数变大，则示数变大，则（）(A)灯灯L可能变亮可能变亮 (B)灯灯L亮度可能不变亮度可能不变 (C)电阻电阻R可能断路可能断路 (D)电阻电阻R可能短路可能短路 C 图为一电路板的示意图，图为一电路板的示意图，a a、b b、c c、d d为接线柱，为接线柱，a a、d d与与220V220V的交流电源连接，的交流电源连接，abab间、间、bcbc间、间、cdcd间分别间分别连接一个电阻。现发现电路中没有电流，为检查连接一个电阻。现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得电路故障，用一交流电压表分
15、别测得b b、d d两点间两点间以及以及a a、c c两点间的电压均为两点间的电压均为220V220V。由此可知由此可知 A Aabab间电路通，间电路通，cdcd间电路不通间电路不通 B Babab间电路不通，间电路不通，bcbc间电路通间电路通 C Cabab间电路通，间电路通，bcbc间电路不通间电路不通 D Dbcbc间电路不通，间电路不通，cdcd间电路通间电路通n答案：答案：CD例二：例二：如如图图所所示示是是某某同同学学连连接接的的实实验验实实物物图图，A A、B B灯灯都都不不变变，他他采采用用下下列列两两种种方方法法进进行行故故障障检检查查，应应用用多多用用电电表表的的直直流
16、流电电压压进进行行检检查查，那那么么选选择择开开关关就就置置于于_档档.A A2.5V;2.5V;B B10V;10V;C C50V50V D D250V.250V.该该同同学学测测试试结结果果如如表表1 1所所示示,在在测测试试a a、b b间间直直流流电电压压时时,红红表表笔笔应应接接触触_.(_.(填填“a a”或或“b b”)根据测试结果根据测试结果,可以判定故障是可以判定故障是_._.A A灯灯A A短路；短路；B B灯灯B B短路；短路；C Cc c、d d段断路；段断路；D Dd d、f f段断路段断路.测试点测试点 电压示数电压示数a a、b b 有示数有示数c c、b b 有
17、示数有示数c c、d d 无示数无示数d d、f f 有示数有示数表表1 1Da将将电电键键断断开开，再再选选择择多多用用电电表表的的欧欧姆姆档档测测量量，测测量量结结果果如如表表2 2所所示示，那那么么进进一一步检查出的故障是步检查出的故障是_._.A A灯灯A A断路；断路；B B灯灯B B断路；断路；C C灯灯A A、B B断路；断路；D Dd d、e e段断路段断路.测试点测试点表针偏转情况表针偏转情况c c、d dd d、e ee e、f f表表2 2n 例例7.7.在图中，当电键在图中，当电键K闭合后，两只小灯泡发光，闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为电压表示数为4 4伏。过了伏
18、。过了2 2分钟，电压表示数为零，分钟，电压表示数为零，经检查除小灯泡外其余器经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，请分析造材的连接良好，请分析造成这种情况的原因可能有：成这种情况的原因可能有：小灯L2短路小灯L1断路 如图所示的电路中，开关如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻发闭合后，由于电阻发生短路或者断路故障，电压表和电流表的读数生短路或者断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则肯定出现了下列那种故障？（都增大，则肯定出现了下列那种故障？（）A、R1短路短路 B、R2短路短路 C、R3 短路短路 D、R1断路断路A在图示的电路中，电源电压不变。闭合电键在图示的电路中，电源电压不变。闭合
19、电键K 后，灯后，灯L1、L2都发光，都发光，段时间后，其中的一盏段时间后，其中的一盏灯突然变亮，而电压表灯突然变亮，而电压表Vl的示数变小，电压表的示数变小，电压表V2的示数变大，则产生这一现象的原因是的示数变大，则产生这一现象的原因是()(A)灯灯L1断路。断路。(B)灯灯Ll短路。短路。(C)灯灯L2断路。断路。(D)灯灯L2短路。短路。B 变式训练题变式训练题 1 1、在如图、在如图1 1所示的电路中，电源电压等于所示的电路中，电源电压等于6 6伏，合上电键后伏，合上电键后电压表示数为电压表示数为6 6伏。经分析得出，电路中可能发生的情况伏。经分析得出，电路中可能发生的情况是：是：2
20、2、在如图、在如图2 2所示的电路中，电源电压不变。闭合电键所示的电路中，电源电压不变。闭合电键K K后，后，灯灯L1L1、L2L2都发光。一段时间后，其中一灯突然熄灭，而都发光。一段时间后，其中一灯突然熄灭，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（可能是（）A A、灯、灯L1L1短路短路 B B、灯、灯L2L2短路短路 C C、灯、灯L1L1断路断路 D D、灯、灯L2L2断路断路图1图2R断路或断路或L短路短路C3、在图、在图3所示的电路中所示的电路中,电源电压不变。闭合电源电压不变。闭合电键电键K，电路正常工作。一段时间后
21、，发现其，电路正常工作。一段时间后，发现其中一个电压表示数变大，则中一个电压表示数变大，则（）A、灯、灯L可能变亮可能变亮 B、灯、灯L亮度可能不变亮度可能不变 C、电阻、电阻R可能断路可能断路 D、电阻、电阻R可能短路可能短路C图3变化电路变化电路的类型的类型一、滑动变阻器的滑片一、滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中的位置的变化引起电路中电学物理量的变化电学物理量的变化二、电键的断开或闭合二、电键的断开或闭合引起电路中电学物理量引起电路中电学物理量的变化的变化串联电路串联电路并联电路并联电路三、电路的故障引起电路中三、电路的故障引起电路中电学物理量的变化电学物理量的变化 一、滑动变阻器
22、的滑片一、滑动变阻器的滑片P的位置的的位置的变化引起电路中电学物理量的变化变化引起电路中电学物理量的变化 分析方法：首先分析清楚电路是串联或分析方法：首先分析清楚电路是串联或是并联，然后分析滑片的移动引起滑动变是并联，然后分析滑片的移动引起滑动变阻器的电阻变化是怎样的，根据欧姆定律阻器的电阻变化是怎样的，根据欧姆定律和串联电路、并联电路的特点综合分析得和串联电路、并联电路的特点综合分析得出结论出结论 二、电键的断开或闭合引起电路中电二、电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化学物理量的变化 分析方法：分析清楚开关断开前后的分析方法：分析清楚开关断开前后的电路连接情况是关键，同时电流表是一个电
23、路连接情况是关键，同时电流表是一个很小的电阻等效处理为导线直接连通，电很小的电阻等效处理为导线直接连通，电压表是一个大电阻，处理为断路，然后根压表是一个大电阻，处理为断路，然后根据欧姆定律及串、并联电路的特点进行分据欧姆定律及串、并联电路的特点进行分析。析。三、电路的故障引起电路中电学物三、电路的故障引起电路中电学物理量的变化理量的变化 分析方法：电路故障一般分为短路和分析方法：电路故障一般分为短路和断路两大类。分析识别电器故障时，一定断路两大类。分析识别电器故障时，一定要根据电路中出现的各种反常现象，如灯要根据电路中出现的各种反常现象，如灯泡不亮，电流表和电压表示数反常等，分泡不亮，电流表和
24、电压表示数反常等，分析其发生的各种可能原因，再根据题中给析其发生的各种可能原因，再根据题中给的其他条件和现象、测试结果等进行综合的其他条件和现象、测试结果等进行综合分析，确定故障分析，确定故障。专题练习专题练习n1、图中，、图中，A、B、C、D是滑动变阻器的四个接线是滑动变阻器的四个接线柱。若将柱。若将A、C分别与图中电路的导线头分别与图中电路的导线头M、N相相连接，闭合电键后，当滑动片连接，闭合电键后，当滑动片P向右移动时，安培向右移动时，安培表的示数将表的示数将_(填填“变大变大”、“不变不变”或或“变变小小”)；若将；若将D与与N相连接，接线柱相连接，接线柱_与与M相连相连接，则闭合电键
25、后，滑动片接，则闭合电键后，滑动片P向左移动时，向左移动时，伏特伏特表的示数增大。表的示数增大。变小B2、在如图所示的电路图中，当电键、在如图所示的电路图中，当电键K闭合时闭合时（）(A)整个电路发生短路整个电路发生短路 (B)电流表示数变小。电流表示数变小。(C)电流表示数不变化电流表示数不变化 (D)电流表示数变大。电流表示数变大。3、在图所示的电路中，当电键、在图所示的电路中，当电键K闭合时，灯闭合时，灯L1、L2均不亮。均不亮。某同学用一根导线去查找电路的故障。他将导线先并接某同学用一根导线去查找电路的故障。他将导线先并接在灯在灯L1两端时发现灯两端时发现灯L2亮，灯亮，灯L1不亮，然
26、后并接在灯不亮，然后并接在灯L2两端时发现两灯均不亮。由此可以判断两端时发现两灯均不亮。由此可以判断 ()(A)灯灯L1断路断路 (B)灯灯L1短路短路 (C)灯灯L2断路断路 (D)灯灯L2短路短路2题图3题图DA 4 如图所示，电阻如图所示，电阻R1的阻值为的阻值为20欧，欧，R2为为40欧，当欧，当电键电键K断开时，电流表断开时，电流表A的示数为的示数为0.1安，则电源安，则电源电压为电压为_伏。若电键伏。若电键K闭合时，电流表闭合时，电流表A的示的示数为数为_安。安。5 在图所示的电路中，电源电压为在图所示的电路中，电源电压为6伏。当电键伏。当电键K闭闭合时，只有一只灯泡发光，且电压表
27、合时，只有一只灯泡发光，且电压表V的示数为的示数为6伏。产生这一现象的原因可能是伏。产生这一现象的原因可能是 ()(A)灯灯L1短路。短路。(B)灯灯L2短路。短路。(C)灯灯L1断路。断路。(D)灯灯L2断路。断路。4题图5题图60B7、如图所示，闭合电键K，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数将_n6、如图所示，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示数变大。(D)电流表A示数变小，电压表V示数不变。6题图7题图A不变 8 在电路中，发生了如图所示的现象，已知电路中只有一处故障，且
28、除两个灯泡外其余部分均完好，现有导线、电压表、电流表，在不拆开电路的情况下，请挑选合适的器材判断电路的故障，写出两种判断方法，包括所用器材、观察到的现象和结论：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。用仪表查故障用仪表查故障a、查电源、查电源b、查故障原因、查故障原因c、查断在何处？、查断在何处？d、查短在何处？、查短在何处？=0 0逐段并联伏特表逐段并联伏特表查短在何处查短在何处 =0 0逐段并联伏特表逐段并联伏特表查断在何处查断在何处 =0 0在干路上串安培表在干路上串安培表查原因查原因 电源两端并伏特表电源两端并伏特表查电源查电源诊断诊断现象现象方法方法目的目的好好AA坏坏短路短路断路断路好好坏坏好好短路短路