初中物理电路故障及动态电路分析解题技巧和经典题型含详细标准答案.docx

初中物理电路故障及动态电路分析解题技巧和经典题型含详细标准答案.docx

《初中物理电路故障及动态电路分析解题技巧和经典题型含详细标准答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初中物理电路故障及动态电路分析解题技巧和经典题型含详细标准答案.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

初中物理电路故障及动态电路分析解题技巧和经典题型含详细标准答案

初中物理电路故障及动态电路分析

1、先根据题给条件确定故障是断路还是短路：

两灯串联时，如果只有一个灯不亮，则此灯一定是短路了，如果两灯都不亮，则电路一定是断路了；两灯并联，如果只有一灯不亮，则一定是这条支路断路，如果两灯都不亮，则一定是干路断路。

在并联电路中，故障不能是短路，因为如果短路，则电源会烧坏。

2、根据第一步再判断哪部分断路或短路。

例1：

L1与L2串联在电路中，电压表测L2两端电压，开关闭合后，发现两灯都不亮，电压表有示数，则故障原因是什么？

解：

你先画一个电路图：

两灯都不亮，则一定是断路。

电压表有示数，说明电压表两个接线柱跟电源两极相连接，这部分导线没断，那么只有L1断路了。

例2、L1与L2串联，电压表V1测L1电压，V2，V2示数很大，则L1短路而L2正常；B、若V1=0而V2示数很大，说明L2都断路。

测L2电压。

闭合开关后，两灯都不亮。

则下列说法正确的是：

A、若V1=0

解：

可能你会错选A。

其实答案为B。

首先根据题给条件：

两灯都不亮，则电路是断路，A肯定不正确。

当L2断路时，此时V2相当于连接到了电源两极上，它测量的是电源电压，因此示数很大。

而此时L1由于测有电流通过，因此两端没有电压，因此V1的示数为零。

首先要分析串并联，这个一般的比较简单，一条通路串联，多条并联。

如果碰上了电压表电流表就把电压表当开路，电流表当导线。

这个是因为电流表电压小，几乎为零。

但电压表不同。

此处要注意的是，电压表只是看做开路，并不是真的开路。

所以如果碰上了一个电压表一个用电器一个电源串联在一起的情况，要记得。

电压表是有示数的（话说我当时为这个纠结了好久）。

还有一些东西光看理论分析是不好的，要多做题啊，做多得题，在分析总结以下，会好很多。

而且如果有不会的，一定要先记下来，没准在下一题里就会有感悟、

一．常见电路的识别方法与技巧

在解决电学问题时，我们遇到的第一个问题往往是电路图中各个用电器（电阻）的连接关系问题。

不能确定各个电阻之间的连接关系，就无法确定可以利用的规律，更谈不到如何解决问题。

因此正确识别电路是解决电学问题的前提。

当然首先必须掌握串联电路和并联电路这两种基本的电路连接方式（图１（甲）、（乙）），这是简化、改画电路图的最终结果。

识别电路的常用方法有电流流向法（电流跟踪法）、摘表法（去表法）、直线法和节点法。

在识别电路的过程中，往往是几种方法并用。

   １．电流流向法

电流流向法是指用描绘电流流向的方法来分析电阻连接方式的方法。

这是一种识别电路最直观的方法，也是连接实物电路时必须遵循的基本思路。

具体步骤是：

从电源正极出发，沿着电流的方向描绘出电流通过电阻的各条路经，一直达到电源的负极。

   例１：

在图２（甲）所示电路中，三盏灯是如何连接的，开关闭合后，电流表测量的是哪部分的电流？

做法：

先标出电源的正负极，再沿着从正极到负极的方向，用自己习惯的方法（箭头、粗细线、彩线），描绘各处的电流走向，标在电路图上，如图２（乙）。

   分析：

从图２（乙）中可以看出，点ａ是最初的电流分支点，点ｂ是最后的电流会合点。

电流共有三条路径，分别通过三盏灯，所以三盏灯是并联的。

通过电流表的电流只通过灯Ｌ1，所以电流表测量的是通过灯Ｌ1的电流。

   ２．摘表法

摘表法的基本思路和步骤：

从电路中摘去电压表和电流表后，电压表所在支路用断路替代，电流表所在位置用导线替代。

如果需要进一步对电路进行分析讨论，原电压表、电流表所测量的电压和电流则应在简化后的电路上标出。

   例２：

如图３（甲）所示电路中，三个电阻是＿＿联的。

电压表Ｖ１的示数为３Ｖ，Ｖ２的示数为５Ｖ，电源电压＿＿８Ｖ（填“大于”、“小于”或“等于”）。

   分析：

两个电压表使电路看起来比较复杂，摘掉两个电压表后，把电压表所在支路擦除，电阻的串联方式如图３（乙）所示。

两图比较可知，电压表Ｖ１测量的是Ｒ１和Ｒ３两端的电压Ｕ１＋Ｕ３，电压表Ｖ２测量的是Ｒ１和Ｒ２两端的电压Ｕ１＋Ｕ２，两个电压表的示数之和大于电源电压。

   ３．直线法

直线法是一种普遍适用的简化电路的方法，是在上述两种方法的基础上，把不规范电路简化成规范电路的方法。

在识别电路、分析电路变化等方面有不可替代的的作用。

具体方法步骤是：

将电路从电源正负极处断开，结合电流流向法，拉长和缩短某一段导线，使各组元器件都在一条直线上，一次不成，可逐次分步完成。

   例３：

图４（甲）所示电路中，电源电压是６Ｖ，开关闭合后电压表的示数为４Ｖ，问：

灯Ｌ１、Ｌ２两端电压各为多少？

   分析：

利用摘表法，可以确定这是两个灯泡的串联电路。

问题是电压表测量的电压是哪个灯两端的电压。

将电路拉成直线，图４（乙）所示，这个问题就迎刃而解了。

   ４．节点法

节点法是一种将不规范电路快速简化、改化为规范电路的方法。

具体做法是：

从电源正极开始，把电阻之间的连接导线缩减成点，相同的点用同一个字母表示。

如果一个电路中的点多于两个，可以将这些点排在一条直线上，再把相应的电阻补充到这些点之间，节点法和直线法有着相辅相成的关系。

大多数时间比直线法来得更直接、更简洁。

   例４：

图５（甲）所示电路中，三个电阻是＿＿联的；电流表Ａ１测量的是通过电阻＿＿＿的电流。

电流表Ａ２测量的是＿＿＿的电流。

分析：

将图５（甲）中的电流表摘掉后，电路中三个电阻的连接方式仍然不明显。

从电源正极开始，可以标出三个位置都是ａ点（电源正极），另外两个位置都是ｂ点（电源负极）。

如图５（乙）所示。

三个电阻都连接在ａｂ两点之间，通过三个电阻的电流方向都是从ａ到ｂ，所以这是一个并联电路。

再利用电流法，描绘电流走向如图５（丙）所示。

可以知道原电流表Ａ１的位置通过的是Ｒ２和Ｒ３的电流Ｉ２＋Ｉ３；原电流表Ａ２的位置通过的是Ｒ１和Ｒ２的电流Ｉ１＋Ｉ２。

本题中两个电流表的位置跟例２（图３甲）中两个电压表的位置相同，因为用电流表替代了电压表，三个电阻的连接方式也随之发生了变化。

二、动态电路分析与判断

分析动态电路的一般思路是：

根据引起电路变化的原因（开关通断、变阻器滑片移动、电路故障），分析判断电路中电阻的变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化（电流表示数变化），再根据欧姆定律变形式U=IR（或串并联电路电压特点）进一步判断电路中部分电路中电压的变化（电压表示数变化）或其它物理量的变化。

1、滑动变阻器滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化

（1）．串联电路中滑动变阻器滑片P的位置的变化引起的变化

[例1]如图1，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，请你判断电流表和电压表示数的变化。

分析：

P左移→R2减小→R总减小→I增大→

表变大。

R1不变→IR1增大→U1增大→

表变大。

判断

表的变化还可以根据串联电路的电压特点来分析：

R2减小→U2减小→U1增大→

表变大。

[例2]如图2，当滑片P向左移动时，

表和

表将如何变化。

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。

我们可以将电流表简化成导线，将电压表简化成断开的开关或干脆拿掉。

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的滑片已经悬空，滑动变阻器变成了定值电阻，电流表测串联电路的电流，所以

表示数不变。

即：

P左移→R1+R2不变→

不变

在本电路中，电压表是测量R1和R2部分电阻之和的总电压，当滑片P向左移动时，被跨接在电压表内的电阻随着变小，根据串联电路电压特点：

表示数减小。

[例3]在如图3所示电路中，当闭合开关后，滑动变阻器的滑动片P向右移动时

（A）电流表示数变大，灯变暗。

（B）电流表示数变小，灯变亮。

（C）电压表示数不变，灯变亮。

（D）电压表示数不变，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，因此当滑动变阻器的滑动片P向右移动时，电压表的示数将不会变化；而电阻R的阻值变大，小灯的电阻RL大小不变（注意：

在初中阶段，小灯泡的电阻由于温度的影响引起的变化往往忽略不计），因此总电阻变大，电流变小，所以电流表示数变小。

根据串联电路的电压特点分析，小灯两端的电压也将变小，小灯的功率P=ULI也将变小，所以小灯的发光将变暗。

本题正确答案为D。

（2）．并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化

[例4]如图4，当滑片P向右移动时，

表、

表和

表将如何变化？

分析：

测电源两端电压，

测R1支路电流，

测干路电流。

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

示数不变。

滑片P右移，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

示数也会变小。

2、开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化

（1）．串联电路中开关的断开或闭合引起的变化

[例5]在如图5所示的电路中，将开关S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”）。

分析：

在开关尚未闭合前，电流表测量的是串联电路的电流值，由于此时电阻较大，故电流较小；开关S闭合后，电阻R2被局部短路，电路中的电阻只有R1了，因此电流表的示数将变大。

在开关尚未闭合前，两个电阻组成串联电路。

电压表测量R1两端的电压，开关S闭合后，电阻R2被局部短路，只有R1接入电路，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。

还可以根据U=IR来分析开关闭合后电压表的示数变化。

（2）并联电路中开关的断开或闭合引起的变化

[例6]在图6中，灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。

当开关K断开时，电压表的示数将_____；电流表的示数将_____（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

分析：

本题的难度首先在电路的识别，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。

电流表串联在小灯L1的支路中，所以开关闭合时，电灯L1接入电路，电流表的示数从0变到有读数，应该选填“增大”。

电压表并联在L2两端，也即测量电源电压，而且不受开关控制，所以电压表示数“不变”。

3、电路的故障引起电路中电学物理量的变化及故障原因分析

[例7]在图7中，当开关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的连接良好，请分析造成这种情况的原因可能有：

_____________________。

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的情况。

那么还有两种情况都是可能的。

答案为：

小灯L2短路；小灯L1断路。

[例8]在如图8所示电路中，电源电压不变。

闭合开关K后，灯L1、L2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，产生这一现象的原因可能是

（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。

[例9]在图9所示的电路中，电源电压不变。

闭合开关K后，灯L1、L2都发光，—段时间后，其中的一盏灯突然变亮，而电压表Vl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

（A）灯L1断路。

（B）灯Ll短路。

（C）灯L2断路。

（D）灯L2短路。

分析：

应用“去表法”可以判断此电路是L1、L2组成的串联电路。

“—段时间后，其中的一盏灯突然变亮”排除