初中物理電路故障

1、物理電路故障電路分析一、方法介紹1.電路簡化這是電路分析中的一個非常重要的步驟,只有把比較復雜的電路簡化才能進行電路的分析。對于電路的簡化概括為一下幾種方法:對于電路中存在的電流表,由于其電阻極小,因此可以用導線將其取代;對于電路中存在的電壓表,由于其電阻極大,因此可以看作斷路而直接將電壓表去掉;對于電路中存在的短路、斷路的這部分電路,由于實際沒有電流通過,因此也可以直接將該部分電路去掉;對于電路出現的導線端點可以不經電源、用電器、等任意移動;對于電路中出現的滑動變阻器,可以看作是有兩個定值電阻組成的電路。經過以上幾種電路簡化后,電路就會變得比較簡單,容易識別出是并聯還是串聯,明確各用電器的關

2、系,接下去進行第二個步驟是電表的對應。2.電表對應經過電路簡化后,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,。3.電路判斷根據題目要求對簡化后、電表復原后的電路,結合串并聯電路的知識、綜合題意進行判斷,比如電表的測量分析、電路連接的分析、電路故障的分析、動態(tài)電路各電表的示數變化情況等。1、先根據題給條件確定故障是斷路還是短路:兩燈串聯時,如果只有一個燈不亮,則此燈一定是短路了,如果兩燈都不亮,則電路一定是斷路了;兩燈并聯,如果只有一燈不亮,則一定是這條支路斷路,如果兩燈都不亮,則一定是干路斷路。在并聯電路中,故障不能是短路,因為如果短路,則電源會燒壞。2、根據第

3、一步再判斷哪部分斷路或短路。例1:L1與L2串聯在電路中,電壓表測L2兩端電壓,開關閉合后,發(fā)現兩燈都不亮,電壓表有示數,則故障原因是什么?解:你先畫一個電路圖:兩燈都不亮,則一定是斷路。電壓表有示數,說明電壓表兩個接線柱跟電源兩極相連接,這部分導線沒斷,那么只有L1斷路了。例2、L1與L2串聯,電壓表V1測L1電壓,V2,V2示數很大,則L1短路而L2正常;B、若V1=0而V2示數很大,說明L2都斷路。測L2電壓。閉合開關后,兩燈都不亮。則下列說法正確的是:A、若V1=0 解:可能你會錯選A。其實答案為B。首先根據題給條件:兩燈都不亮,則電路是斷路,A肯定不正確。當L2斷路時,此時V2相當于

4、連接到了電源兩極上,它測量的是電源電壓,因此示數很大。而此時L1由于測有電流通過,因此兩端沒有電壓,因此V1的示數為零。首先要分析串并聯,這個一般的比較簡單,一條通路串聯,多條并聯。如果碰上了電壓表電流表就把電壓表當開路,電流表當導線。這個是因為電流表電壓小,幾乎為零。但電壓表不同。此處要注意的是,電壓表只是看做開路,并不是真的開路。所以如果碰上了一個電壓表一個用電器一個電源串聯在一起的情況,要記得。電壓表是有示數的(話說我當時為這個糾結了好久。還有一些東西光看理論分析是不好的,要多做題啊,做多得題,在分析總結以下,會好很多。而且如果有不會的,一定要先記下來,沒準在下一題里就會有感悟、二、典型

5、例題分析:(注:以下分析電壓表和電流表分別用“A表、V表”代替例1如圖1-1所示的電路,開關S閉合后,判斷電路的連接情況及各電表的測量對象。 分析:電路看上去比較復雜,首先利用電路簡化原則1和2,把電路中的A表和V表處理掉,V 表當斷路去掉,A表用導線代替,簡化成如圖1-2,則一眼就能看出電路的連接情況串聯。再把電表復原上去,這樣就容易判斷出電表A1和A2測串聯電路的電流,且兩者相等,V1測R1、V2測總電壓、V3測R3。例2如圖2-1所示的電路,分析開關S閉合前后A表和V表的變化情況。 分析:根據電路簡化原則3,開關S閉合前,相當于此處電路斷路,可以把它去掉,如圖2-2,則R1和R2串聯,V

6、表測R1的電壓;當開關S閉合后把R2短路,則該部分電路也可去掉,如圖2-3,則電路中只剩下R1,雖然V表仍然測R1,但此時也相當于測電源總電壓,因此V表示數變大,同樣原來兩個電阻串聯,現在電路中只有一個電阻,總電阻變小,則A表示數也變大。例3如圖3-1所示,判斷V表的測量對象。 分析:根據電路簡化原則4,可以把V表連接的點1、點2,適當移動到分別到點3、點4,如圖3-2和圖3-3所示,則容易判斷出V表測的是R2的電壓。例4如圖4-1所示,滑動變阻器的滑片P向右移動時,各電表示數變化情況。 分析:首先把V表當作斷路去掉,很明顯電路的連接是串聯,滑動變阻器在這里相當于是個定值電阻,因此無論滑片如何

7、移動,電路中的總電阻未變,因此A表的示數不變,再根據電路簡化原則5,可以把滑動變阻器R1看作兩個定值電阻,如圖4-2所示,則V表測Ra和R2,當滑片P向右移動,實際是Ra的電阻在變小,因此V表測的Ra和Rb的總電阻在變小,因此V表的示數變小。 例5在圖5所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K,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可能短路分析:本題是電路故障的分析。首先根據電路簡化的原則,判斷出燈L與R之間的連接方式串聯,同時也判斷出V1測的是電源電壓的值,V2測的是R的電壓,顯然電源電壓是不變的,因此V1的示

8、數是不可能變化的,顯然只能V2變大,即燈L的分壓變變小, R處的分壓變大,由于是串聯,這里有兩者可能,即燈L短路,沒有分到電壓使原來的分壓都給了R,即使V2增大;或R斷路使V表串聯在電路中,由于V表的電阻極大,在串聯電路中電阻大的分壓大,因此也比原來的分壓大;或兩則同時存在。例6如圖6-1所示,電源電壓保持不變,閉合開關S,滑片P向右移動,各電表的變化情況怎樣。 分析:本題是一個比較復雜、綜合的電路分析題。首先根據電路的簡化原則,進行如圖6-2所示的簡化,把虛線框內的部分電路去掉,變成如圖6-3所示的電路,很明顯燈L與滑動變阻器的連接方式是并聯,再把各電表進行對應,A1測滑動變阻器的電流,A2

9、測干路電流,V表測并聯電路的路端電壓,最后判斷,當滑片向右移動是變阻器的阻值變大,則A1和A2均變小,V表示數不變。三、對應演練:1. 在圖7中,燈泡L1和燈泡L2是_ _ _聯連接的。當電鍵K斷開時,電壓表的示數將_;電流表A1的示數將_,電流表A2的示數將_ (選填“增大”、“不變”或“減小”。2.在如圖8所示的電路中,當電鍵K斷開時,電阻R1與R2是_聯連接的。電鍵K閉合時,電壓表的示數將_(選填“變小”、“不變”或“變大”。3. 在如圖9所示的電路中,當電鍵K閉合后,電路中A表、V表及燈泡亮度的變化情況。4. 在如圖所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K后,燈L1、L2都發(fā)光。一段時間

10、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5. 如圖所示,閉合電鍵K,當滑動變阻器的滑片P向右移動時,電流表的示數將_,電壓表的示數將 (選填“變小”、“不變”或“變大”。 參考答案:并;變小;不變;變小。串;變大。A表示數變大;V表示數變小;燈泡變亮。C。不變;不變。.常見電路的識別方法與技巧在解決電學問題時,我們遇到的第一個問題往往是電路圖中各個用電器(電阻的連接關系問題。不能確定各個電阻之間的連接關系,就無法確定可以利用的規(guī)律,更談不到如何解決問題。因此正確識別電路是解決電學問題的前提。當然首先

11、必須掌握串聯電路和并聯 電路這兩種基本的電路連接方式(圖1(甲、(乙,這是簡化、改畫電路圖的最終結果。識別電路的常用方法有電流流向法(電流跟蹤法、摘表法(去表法、直線法和節(jié)點法。在識別電路的過程中,往往是幾種方法并用。1.電流流向法電流流向法是指用描繪電流流向的方法來分析電阻連接方式的方法。這是一種識別電路最直觀的方法,也是連接實物電路時必須遵循的基本思路。具體步驟是:從電源正極出發(fā),沿著電流的方向描繪出電流通過電阻的各條路經,一直達到電源的負極。例1:在圖2(甲所示電路中,三盞燈是如何連接的,開關閉合后,電流表測量的是哪部分的電流?做法:先標出電源的正負極,再沿著從正極到負極的方向,用自己習

12、慣的方法(箭頭、粗細線、彩線,描繪各處的電流走向,標在電路圖上,如圖2(乙。分析:從圖2(乙中可以看出,點a是最初的電流分支點,點b是最后的電流會合點。電流共有三條路徑,分別通過三盞燈,所以三盞燈是并聯的。 通過電流表的電流只通過燈L1,所以電流表測量的是通過燈L1的電流。2.摘表法摘表法的基本思路和步驟:從電路中摘去電壓表和電流表后,電壓表所在支路用斷路替代,電流表所在位置用導線替代。如果需要進一步對電路進行分析討論,原電壓表、電流表所測量的電壓和電流則應在簡化后的電路上標出。例2:如圖3(甲所示電路中,三個電阻是_聯的。電壓表V1的示數為3V,V2的示數為5 V,電源電壓_8V(填“大于”

13、、“小于”或“等于”。分析:兩個電壓表使電路看起來比較復雜,摘掉兩個電壓表后,把電壓表所在支路擦除,電阻的串聯方式如圖3(乙所示。兩圖比較可知,電壓表V1測量的是R1和R3兩端的電壓U1+U3,電壓表V 2測量的是R1和R2兩端的電壓U1+U2,兩個電壓表的示數之和大于電源電壓。3.直線法 直線法是一種普遍適用的簡化電路的方法,是在上述兩種方法的基礎上,把不規(guī)范電路簡化成規(guī)范電路的方法。在識別電路、分析電路變化等方面有不可替代的的作用。具體方法步驟是:將電路從電源正負極處.斷開,結合電流流向法,拉長和縮短某一段導線,使各組元器件都在一條直線上,一次不成,可逐次分步完成。例3:圖4(甲所示電路中

14、,電源電壓是6V,開關閉合后電壓表的示數為4V,問:燈L1、L2兩端電壓各為多少?分析:利用摘表法,可以確定這是兩個燈泡的串聯電路。問題是電壓表測量的電壓是哪個燈兩端的電壓。將電路拉成直線,圖4(乙所示,這個問題就迎刃而解了。 4.節(jié)點法節(jié)點法是一種將不規(guī)范電路快速簡化、改化為規(guī)范電路的方法。具體做法是:從電源正極開始,把電阻之間的連接導線縮減成點,相同的點用同一個字母表示。如果一個電路中的點多于兩個,可以將這些點排在一條直線上,再把相應的電阻補充到這些點之間,節(jié)點法和直線法有著相輔相成的關系。大多數時間比直線法來得更直接、更簡潔。 例4:圖5(甲所示電路中,三個電阻是_聯的;電流表A1測量的

15、是通過電阻_的電流。電流表A2測量的是_的電流。分析:將圖5(甲中的電流表摘掉后,電路中三個電阻的連接方式仍然不明顯。從電源正極開始,可以標出三個位置都是a點(電源正極,另外兩個位置都是b點(電源負極。如圖5(乙所示。三個電阻都連接在ab兩點之間,通過三個電阻的電流方向都是從a到b,所以這是一個并聯電路。再利用電流法,描繪電流走向如圖5(丙所示?？梢灾涝娏鞅鞟1的位置通過的是R2和R3的電流I2+ I3;原電流表A2的位置通過的是R1和R2的電流I1+I2。本題中兩個電流表的位置跟例2(圖3甲中兩個電壓表的位置相同,因為用電流表替代了電壓表,三個電阻的連接方式也隨之發(fā)生了變化。二、動態(tài)電路

16、分析與判斷動態(tài)電路分析題和電路故障分析題對學生有較高的能力要求,是初中學生物理學習過程中的難點。進行電路故障分析,要以電路動態(tài)分析能力作為基礎,而電路故障分析又是電路動態(tài)分析的載體。分析動態(tài)電路的一般思路是:根據引起電路變化的原因(開關通斷、變阻器滑片移動、電路故障,分析判斷電路中電阻的變化,根據歐姆定律分析電路中電流的變化(電流表示數變化,再根據歐姆定律變形式U=IR(或串并聯電路電壓特點進一步判斷電路中部分電路中電壓的變化(電壓表示數變化或其它物理量的變化。 1、滑動變阻器滑片P的位置的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滑片P的位置的變化引起的變化例1如圖1,是典型的

17、伏安法測電阻的實驗電路圖,當滑片P向左移動時,請你判斷電流表和電壓表示數的變化。分析: P左移R2減小R總減小I增大A表變大。R1不變IR1增大U1增大V表變大。判斷V表的變化還可以根據串聯電路的電壓特點來分析:R2減小U2減小U1增大V表變大。例2如圖2,當滑片P向左移動時,A表和V表將如何變化。 分析:首先要確定電路的類型,此電路屬于串聯電路呢還是并聯電路。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干脆拿掉。此時可以容易地看出,這是一個串聯電路。而且發(fā)現滑動變阻器的滑片已經懸空,滑動變阻器變成了定值電阻,電流表測串聯電路的電流,所以A表示數不變。即:P左移R1+R2不變A不變在

18、本電路中,電壓表是測量R1和R2部分電阻之和的總電壓,當滑片P向左移動時,被跨接在電壓表內的電阻隨著變小,根據串聯電路電壓特點:V表示數減小。例3在如圖3所示電路中,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,小燈的電阻R L大小不變(注意:在初中階段,小燈泡的電阻由于溫度的影響引起的變化往往 忽略不計,因此總電阻變大,電流變小,所以電

19、流表示數變小。根據串聯電路的電壓特點分析,小燈兩端的電壓也將變小,小燈的功率P=U L I也將變小,所以小燈的發(fā)光將變暗。本題正確答案為D。(2.并聯電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化A2表和V表將如何變化?例4如圖4,當滑片P向右移動時,A1表、分析:V 測電源兩端電壓,A 1測R 1支路電流,A 2測干路電流。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R 1這條支路沒有影響,所以電流表A 1示數不變?；琍 右移,R 2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A 2示數

20、也會變小。 2、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5在如圖5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:在開關尚未閉合前,電流表測量的是串聯電路的電流值,由于此時電阻較大,故電流較小;開關S 閉合后,電阻R 2被局部短路,電路中的電阻只有R 1了,因此電流 表的示數將變大。在開關尚未閉合前,兩個電阻組成串聯電路。電壓表測量R 1兩端的電壓,開關S閉合后,電阻R 2被局部短路,只有R 1接入電路,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。還可以根據U=IR 來分析開關

21、閉合后電壓表的示數變化。(2并聯電路中開關的斷開或閉合引起的變化 例6 在圖6中,燈泡L 1和燈泡L 2是_聯連接的。當開關K 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。電流表串聯在小燈L 1的支路中,所以 開關閉合時,電燈L 1接入電路,電流表的示數從0變到有讀數,應該選填“增大”。電壓表并聯在L 2兩端,也即測量電源電壓,而且不受開關控制,所以電壓表示數“不變”。3、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7在圖7中,當開關 K 閉合

22、后,兩只小燈泡發(fā)光,電壓表示數為4伏。過了2分鐘,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,其原因有三:1.電壓表沒有接好或電壓表損壞;2. 小燈L 2短路;3.小燈L 1斷路。起先,電壓表有示數,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L 2短路;小燈L 1斷路。例8 在如圖8所示電路中,電源電壓不變。閉合開關K 后,燈L 1、L 2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,產生這一現象的原因可能是(A燈L 1短路。 (B燈L 2短路。(C燈L 1斷路。 (D燈L 2斷路。分

23、析:這是一個并聯電路。可以采用排除法。小燈L 2短路,會導致電壓表示數變小、電流表示數變大,且導致兩燈都不亮;小燈L 2斷路,會導致電流表示數變0;小燈L 1短路,也會導致兩燈都不亮;一燈熄滅而電表示數都不變,只有小燈L 1發(fā)生斷路時才有此可能。本題正確答案為C 。例9 在圖9所示的電路中,電源電壓不變。閉合開關K 后,燈L 1、L 2都發(fā)光,段時間后,其中的一盞燈突然變亮,而電壓表V l 的示數變小,電壓表V 2的示數變大,則產生這一現象的原因是 (A燈L 1斷路。 (B燈L l 短路。(C燈L 2斷路。 (D燈L 2短路。分析:應用“去表法”可以判斷此電路是L1、L2組成的串聯電路。“段時

24、間后,其中的一盞燈突然變亮”排除了電路出現斷路的情況,那么,故障現象只有發(fā)生短路了。電壓表V2的示數變大,是小燈變亮的原因,且它測小燈L2兩端電壓,所以一定是小燈L2突然變亮;電壓表V l的示數變小說明小燈L1發(fā)生了短路。本題正確答案為B。三、簡單電路故障類習題的分析判斷電路故障是指電路連接完成通電時,整個電路或部分電路不能工作。它產生的原因主要有:元件本身存在問題,如元件內部開路、短路;連接時選用的器材不當(如R1R2;電路導線接觸不良或斷開等。初中物理學習的電路的三種基本狀態(tài)是:通路,電路形成回路,電路中有持續(xù)電流,電路工作;開路,指電路的某一位置斷開,無法形成回路,電路中沒有電流,電路不

25、工作;短路,指電源的正負極被導線直接相連,電流不經過用電器直接從電源正極流向負極,此時電路中的電流極大,可能燒壞電源。因此,綜合起來,初中階段的電路故障一般可以概括為短路和斷路兩種原因所引起的。分析和判斷的一般思路就是首先判斷故障原因是短路或斷路引起的,然后再判斷是哪部分電路出現的短路或斷路故障。分析的基本方法依然是根據電流的流向方法。從電路中是否有電流入手分析電路故障不失為一條捷徑。若電路(或某一支路中無電流,則電路是開路;若電路中有電流,則是通路,但既存在故障,則電路中就有部分電路短路(亦稱短接;而整個電路被短路時電路中的電流極大,將出現電流表打表現象,同時整體電路短路故障一般只出現在并聯

26、電路中,串聯電路一般不出現整體短路故障的分析。下面以幾個常見的電路為例,具體分析電路故障:例1、如圖1,閉合開關時,兩燈都不亮,電壓表示數為0。則原因可能是(A、L1短路B、L2短路C、L1開路D、L2開路 分析:閉合開關時,兩燈都不亮(或電流表無示數,表明電路中無電流,從上面的分析可以得出這是開路故障。那么是L1還是L2開路呢?可以通過電壓表的示數來進行分析,因為電壓表測量L1兩端電壓,若是L1開路,則電壓表應與L2串聯接在電源兩端,它應該有示數且接近電源電壓,而此時電壓表示數為0,說明電壓表沒有連接到電源兩端。因此本題的正確選項是D。例2、如圖2,閉合開關時,電流表有示數,電壓表示數接近電

27、源電壓,則原因可能是A、L1短路B、L2短路C、L1開路D、L2開路分析:閉合開關時,電流表有示數(或指針偏轉,表明電路中有電流,從上面的分 析可以判斷這是電路中的部分電路短路故障。那么是L1還是L2短路呢?可以通過電壓表的示數來進行分析?？梢约僭O一下,若是L1短路,那么L1就相當于一根導線,它的兩端電壓就為0,這與題目條件不相符,這樣就可以確定是L2被部分短路。因此本題的正確選項是B。 例3、如圖3,閉合開關時,L1發(fā)光而L2不亮,則原因可能是:A、L2開路B、L2開路C、R L1比R L2大得多D、R L1比R L2小得多分析:閉合開關時,L1發(fā)光,表明電路中有電流,從上面的分析可以判斷這

28、是電路中的部分電路短路故障,L1發(fā)光而L2不亮,可以很快得出是L2短路;那么L2就相當于一根導線,它的電 阻極小,而從電路中不能看出L2被短接,因而故障應是R L2比R L1小得多。因此本題的正確選項是C。當然,也可以通過串聯電路中電流相等的特點和電功率知識來解釋,不再贅述。例4、如圖4,閉合開關時,電流表A與A1的示數相同,則原因可能是(A、L1短路B、L2短路C、L1開路D、L2開路分析:并聯電路由于存在兩條支路,因此必須分析各條支路是否有電流。本題中,電流表A與A1的示數相同,即I=I1,說明干路和L1所在支路是通路,從并聯電路的電流特點分析:I=I1+I2,因此I 2=0,即電流表A2

29、示數為0,L2支路沒有電流,此支路開路。則正確選項是D。例5、如圖4,閉合開關瞬間,電流表A與A1同時打表,A2指針不動。則原因可能是(A 、L1短路 B、L2短路 C、L1開路 D、L2開路分析:電流表A與A1都打表,很明顯是短路故障,同時A2指針不動,說明短路的不是L2支路,因此正確選項是A。例6、如圖6,閉合開關時,燈泡都不亮,電壓表示數接近電源電壓,則原因可能是(A、ab間開路B、bc間開路C、cd間開路D、ad間開路 分析:L1、L2都不亮,可以判斷出電路故障屬于開路。由于電壓表示數接近電源電壓,說明L2阻值很大(或者電壓表串聯在電路中,遠大于L、L3的電阻,所以開路故障應該是出現在

30、L2所在的部分電路,因此正確選項應是B。例7、如圖8,閉合開關時,發(fā)現電流表的指針沒有偏轉;某同學用一根導線將 ac兩點連接起來,閉合開關瞬間,電流表指針迅速偏轉到最大;當他用這根導線將bd兩點連接起來時,發(fā)現燈L1發(fā)光。則下列關于該電路存在的問題分析錯誤的是A、L1完好B、L2開路C、L3短路D、L2情況無法判斷分析:閉合開關后,電流表指針沒偏轉,首先可確定此電路中有開路故障。用一根導線將ac兩點連接起來,閉合開關瞬間,電流表指針迅速偏轉到最大,說明開路故障沒有出現在L3所在部分電路,同時說明L3被短路了;再用導線將bd兩點連接起來時,L1發(fā)光,說明故障也不是L1所在部分電路,那么只有L2開

31、路的可能了。綜合上述分析,錯誤的選項應該是D。在解決電路故障問題時,最好能結合實驗讓學生直觀觀察、分析、歸納,并利用復習電路實驗時在實驗中創(chuàng)設實際情景讓學生切身體驗、嘗試自行解決,這樣更有利于學生的理解和掌握,并成為學生的一種經驗,便于學生學以致用,以用促學,學用相長。四、動態(tài)電路電功率問題的分析與計算電功、電功率問題的分析和計算是目前中考的熱點之一,也是學生答題的難點之一。這種題型把歐姆定律、串并聯電路的規(guī)律及初中階段電學儀器的應用和電功、電功率知識融合在一起,通過對這部分問題的訓練和考查,有利于提高學生的物理思想、邏輯分析能力、表達能力及應用數學知識分析解決物理問題的能力。常見電功、電功率

32、類試題一般分為三類:第一類就是直接運用電功和電功率公式進行計算,譬如給你一個電能表在某段時間內消耗的電能(電功計算電功率,或者根據用電器的銘牌信息計算該用電器在某段時間內消耗的電能;第二類是根據動態(tài)電路的電阻變化分析計算某用電器實際功率的變化,譬如小燈泡亮度的變化;第三類就是對動態(tài)電路進行計算。解決電功率問題的一般思路:根據電路的連接狀況分析電路的工作狀態(tài),根據各部分電路的已知條件分析尋找求解未知量所需的隱含條件,再依據歐姆定律、電功率的公式(包括變形式列出代數式(方程、方程組解答。解決電功率問題的一般方法:(1弄清引起電路狀態(tài)發(fā)生變化的原因是開關的通斷,還是滑動變阻器滑動引起變化。(2弄清電

33、路各狀態(tài)的連接方式和接入此電路的用電器,必要時畫等效電路圖。(3弄清電壓表、電流表測的是哪部分電路的電壓和電流。(4抓住電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不變或利用串并聯規(guī)律列式求解。解決電功率問題的關鍵:首先是分析清楚電路的狀態(tài),即需求解的部分電路中用電器個數及連接方式,其次是與該部分電路中用電器相關的已知條件包括隱含條件,第三是此電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不受溫度影響等。解決電功率問題思路的口訣:審題識電路,拆圖標已知,建立關系式,給三能求九。就是說,審題的過程要將電壓表去掉,將電流表當導線處理,看清屬于哪一類電路,一般難題分成簡單電路(單個用電器電路、.串聯電路和并聯電路三類

34、;在識別電路的同時,觀察電路變化了幾次,就有幾種工作狀態(tài)(一般考題中電路變化是利用開關的通斷和滑動變阻器滑片的移動引起電路的變化,拆圖標已知的含義是電路變化幾次,就畫幾個等效電路草圖,在圖上標出已知條件,根據串、并聯電路的特點建立關系式,也就是方程(組。通常從等效電路圖上已知條件密集處就是解題的切入點,一般情況下只要給出三個物理量就能求出九個物理量。這就是給三能求九。在完成上述的步驟之后,一般的電功率題就比較容易了。 例1:如圖1所示電路,燈L 上標有“12V 9W ”字樣,當開關S 和S 1都閉合,變阻器的滑片P 移到a 端時,燈恰好正常發(fā)光,電流表示數是1.25A ,求:(1變阻器的最大阻

35、值是多少? (2當開關S 閉合,S 1斷開,變阻器的滑片P 移到b 端時,燈消耗的功率是多少?分析思路:(1求滑動變阻器電阻值需知道變阻器此時兩端電壓和通過它的電流;當開關S 、S 1都閉合時,P 在a 端,燈泡L 與變阻器R 1并聯,電流表測干路電流;因為燈正常發(fā)光,找出隱含條件:燈、變阻器和電源兩端電壓都是12V ;因為燈正常工作,可根據銘牌計算出通過燈的電流,再根據并聯電路特點求出通過變阻器的電流。根據歐姆定律推導式計算變阻器的阻值。(2要求燈消耗的實際功率,需要知道此時燈兩端的實際電壓和通過的電流(或燈泡的電阻根據P=I 2R計算;當開關S 閉合,S 1斷開,變阻器的滑片P 移到b 端

36、時,變阻器與燈L 串聯接入電路,且變阻器全部接入電路,電流表測串聯電路電流;根據燈的銘牌可求得燈絲電阻R L ,因為電源電壓為12V (已求得,可以計算此時電路中的電流I ,再根據歐姆定律推導式求出此時燈兩端電壓為U L ;燈消耗的功率就為P=U L I 解:(1當開關S S 12、都閉合時,P 在a 端,燈泡L 與變阻器R 1并聯,燈正常發(fā)光 A VW U P I I L 75.0129=額額額 通過R 1的電流:A A A I I I L 5.075.025.11=-=-=因為燈L 與變阻器R 1直接并聯到電源兩端,所以:V U U U L R 12=源變阻器最大值:=245.01211AV I U R R (2當開關S 閉合,S 1斷開,滑片P 滑到R 1的b 端時,燈L 與R 1串聯。燈的電阻:=1675.012AV I U R L 額源 串聯后總電阻:=+=+=4024161R R R L電路中的實際電流:A V R U I 3.04012 =源,燈兩端電壓U =IR L =0.3A 16=4.8V 燈