初三物理《動態(tài)電路及電路故障分析專題故障分析專題》-2023修改整理

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電路動態(tài)分析題和電路故障分析題是初中同學(xué)物理學(xué)習(xí)過程中的一個難點，其緣由是這兩類題目對同學(xué)有較高的能力要求。舉行電路故障分析，要以電路動態(tài)分析能力作為基礎(chǔ)，而電路故障分析又是電路動態(tài)分析的載體，因此我們將這兩類分析題整合成一個專題舉行復(fù)習(xí)有利于提高復(fù)習(xí)的效率。在編排挨次中，我們以電路動態(tài)分析作為主線，而將電路故障作為電路動態(tài)變化的一個緣由。

一、滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中電學(xué)物理量的變化

1．串聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化

[例1]如圖1，是典型的伏安法測電阻的試驗電路圖，當(dāng)滑片P向右移動時，請你推斷A表和V表的變化。

分析：本題中，為了分析表達的簡潔，我們商定一套符號：“→”表示引起電路變化；“↑”表示物理量增大或電表示數(shù)增大；“↓”表示物理量減小或電表示數(shù)減小。

P右移→R2↑→R總↑→I↓→A表↓。

R1不變→IR1↓→U1↓→V表↓。

（推斷V表的變化還可以按照串聯(lián)電路的分壓原理來分析：R2↑→U2↑→U1↓→V表↓。）擴展：按照串聯(lián)電路的特點，滑動變阻器R2兩端的電壓U2將↑。推論：假如滑動變阻器R2足夠大，當(dāng)滑片P向右向來滑動時，電阻將不斷增大，那么U2將不斷增大，U1將不斷減小，I將不斷減小。假設(shè)R2無限大，這時U2將增大到電源電壓，U1將變?yōu)?，I也將變?yōu)?，這時的電路就相當(dāng)于斷路。這就是用電壓表來推斷電路斷路和短路的道理。

[變式訓(xùn)練題]參考上圖，在伏安法測電阻的試驗中，若因為各種緣由，電壓表改接在滑動變阻器的兩端，當(dāng)滑片P向左移動時，請推斷A表和V表的變化。圖1圖2圖3[例2]如圖2，當(dāng)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(lián)電路呢還是并聯(lián)電路。我們可以將電流表簡化成導(dǎo)線，將電壓表簡化成斷開的電鍵或索性拿掉。此時可以簡單地看出，這是一個串聯(lián)電路。而且發(fā)覺滑動變阻器的滑片已經(jīng)懸空，滑動變阻器接成了定值電阻，所以A表示數(shù)不變。

電壓表在本電路中，是測量R1和R2部分電阻之和的電壓，當(dāng)滑片P向左移動時，被跨接在電壓表內(nèi)的電阻隨著變小，按照分壓原理：V表示數(shù)減小。

[變式訓(xùn)練題]如圖3，當(dāng)滑片P向左移動時，A表和V表將如何變化。

[例3]在如圖4所示電路中，當(dāng)閉合電鍵后，滑動變阻器的滑動片P向右移動時（）

(A)安培表示數(shù)變大，燈變暗。(B)安培表示數(shù)變小，燈變亮。

(C)伏特表示數(shù)不變，燈變亮。(D)伏特表示數(shù)不變，燈變暗。

分析：將電流表等效為一根導(dǎo)線，可以看到電壓表直接測量電源電壓，因此當(dāng)滑動變阻器的滑動片P向右移動時，電壓表的示數(shù)將不會變化；而電阻R的阻值變大，小燈的電阻RL大小不變（注重：在初中階段，小燈的電阻因為溫度的變化引起的變化往往忽視不計），

因此總電阻變大，電流變小，所以電流表示數(shù)變小。從串聯(lián)電路的分壓角度分析，小燈兩端的電壓也將變小，小燈的功率P=ULI也將變小，所以小燈的發(fā)光將變暗。本題正確答案為D。

[變式訓(xùn)練題]在如圖5所示電路中，當(dāng)閉合電鍵后，滑動變阻器的滑動片P向右移動時（）

(A)伏特表示數(shù)變大，燈變暗。(B)伏特表示數(shù)變小，燈變亮。

(C)安培表示數(shù)變小，燈變亮。(D)安培表示數(shù)不變，燈變暗。

圖4圖5圖6圖7

2．并聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化

[例4]如圖6，當(dāng)滑片P向右移動時，A1表、A2表和V表將如何變化？

分析：并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，等于電源電壓，故電壓表V示數(shù)不變。

因為并聯(lián)電路各支路自立工作，互不干擾，滑動變阻器滑片P向右移動時，對R1這條支路沒有影響，所以電流表A1示數(shù)不變。

滑片P右移，R2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A2示數(shù)也會變小。

[變式訓(xùn)練題]如圖7，當(dāng)滑片P向右移動時，A1表、A2表和V表將如何變化？

二、電鍵的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化

1．串聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化

[例5]在如圖8所示的電路中，將電鍵K閉合，則安培表的示數(shù)將______，伏特表的示數(shù)將________(均填“變大”、“變小”或“不變”)。

分析：在電鍵尚未閉合前，兩個電阻組成串聯(lián)電路。電壓表測量R1兩端的電壓，電鍵K閉合后，電阻R2被局部短路，電壓表變成測量電源兩端的電壓了，因此電壓表的示數(shù)將變大。在電鍵尚未閉合前，電流表測量的是串聯(lián)電路的電流值，因為此時電阻較大，故電流較?。浑婃IK閉合后，電阻R2被局部短路，電路中的電阻惟獨R1了，因此電流表的示數(shù)將變大。

[變式訓(xùn)練題]在如圖9所示的電路中，當(dāng)電鍵K斷開時，電阻R1與R2是________聯(lián)銜接的。電鍵K閉合時，電壓表的示數(shù)將________(選填“變小”、“不變”或“變大”)。圖8圖9圖10

2．并聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化

[例6]在圖10中，燈泡L1和燈泡L2是______聯(lián)銜接的。當(dāng)電鍵K斷開時，電壓表的示數(shù)將________；電流表的示數(shù)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(dǎo)線，將電壓表拿去，就簡單看出這個電路是“并”聯(lián)電路。電流表是串聯(lián)在小燈L1的支路中的，所以電鍵閉合

時，電流表的示數(shù)從0變到有讀數(shù)，應(yīng)當(dāng)選填“增大”。電壓表是測量電源電壓，而且不受電鍵控制，所以示數(shù)“不變”。

[變式訓(xùn)練題]在圖11中，燈泡L1和燈泡L2是______聯(lián)銜接的。當(dāng)電鍵K斷開時，電壓表的示數(shù)將________；電流表的示數(shù)將__________(選填“增大”、“不變”或“減小”)。圖11圖12圖13

三、電路的故障引起電路中電學(xué)物理量的變化及故障緣由分析

[例7]在圖12中，當(dāng)電鍵K閉合后，兩只小燈泡發(fā)光，電壓表示數(shù)為4伏。過了2分鐘，電壓表示數(shù)為0，經(jīng)檢查除小燈泡外其余器材的銜接良好，請分析造成這種狀況的緣由可能有：_____________________。

分析：電壓表示數(shù)為0，其緣由有三：1.電壓表沒有接好或電壓表損壞；2.小燈L2短路；

3.小燈L1斷路。起先，電壓表有示數(shù)，說明不存在緣由1的狀況。那么還有兩種狀況都是可能的。答案為：小燈L2短路；小燈L1斷路。

[變式訓(xùn)練題]在如圖13所示的電路中，電源電壓等于6伏，合上電鍵后電壓表示數(shù)為6伏。經(jīng)分析得出，電路中可能發(fā)生的狀況是：______________________________。

[例8]在如圖14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。一段時光后，其中一燈驟然熄滅，而電流表、電壓表的示數(shù)都不變，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的緣由可能是（）

(A)燈L1短路。(B)燈L2短路。(C)燈L1斷路。(D)燈L2斷路。

分析：可以采納排解法。小燈L2短路，會導(dǎo)致電壓表示數(shù)變小、電流表示數(shù)變大；小燈L2斷路，會導(dǎo)致電流表示數(shù)變0；小燈L1短路，會導(dǎo)致兩燈都不亮；一燈熄滅而電表示數(shù)都不變，惟獨小燈L1發(fā)生斷路時才有此可能。本題正確答案為C。

[變式訓(xùn)練題]在圖15所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K，電路正常工作。一段時光后，發(fā)覺其中一個電壓表示數(shù)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。圖14圖15圖16[例9]在圖16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，—段時光后，其中的一盞燈驟然變亮，而電壓表Vl的示數(shù)變小，電壓表V2的示數(shù)變大，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的緣由是()

(A)燈L1斷路。(B)燈Ll短路。

(C)燈L2斷路。(D)燈L2短路。

分析：屬于電路故障分析題?！啊螘r光后，其中的一盞燈驟然變亮”排解了電路浮現(xiàn)斷路的狀況，那么，故障現(xiàn)象惟獨發(fā)生短路了。電壓表V2的示數(shù)變大，是小燈變亮的緣由，一定是小燈L2驟然變亮；電壓表Vl的示數(shù)變小說明小燈L1發(fā)生了短路。本題正確答案為B。

專題練習(xí)

1.圖17中，A、B、C、D是滑動變阻器的四個接線柱。若將A、C分離與圖中電路的導(dǎo)

線頭M、N相銜接，閉合電鍵后，當(dāng)滑動片P向右移動時，安培表的示數(shù)將______(填“變大”、“不變”或“變小”)；若將D與N相銜接，接線柱______與M相銜接，則閉合電鍵后，滑動片P向左移動時，伏特表的示數(shù)增大。圖17圖18圖19

2.在如圖18所示的電路圖中，當(dāng)電鍵K閉合時（）

(A)囫圇電路發(fā)生短路(B)電流表示數(shù)變小(C)電流表示數(shù)不變化(D)電流表示數(shù)變大

3.在圖19所示的電路中，當(dāng)電鍵K閉合時，燈L1、L2均不亮。某學(xué)生用一根導(dǎo)線去查找

電路的故障。他將導(dǎo)線先并接在燈L1兩端時發(fā)覺燈L2亮，燈L1不亮，然后并接在燈L2兩端時發(fā)覺兩燈均不亮。由此可以推斷()

(A)燈L1斷路。(B)燈L1短路。(C)燈L2斷路。(D)燈L2短路。

4.如圖20所示，電阻R1的阻值為20歐，R2為40歐，當(dāng)電鍵K斷開時，電流表A的示

數(shù)為0.1安，則電源電壓為______伏。若電鍵K閉合時，電流表A的示數(shù)為______安圖20圖21圖22

5.在圖21所示的電路中，電源電壓為6伏。當(dāng)電鍵K閉合時，惟獨一只燈泡發(fā)光，且電

壓表V的示數(shù)為6伏。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的緣由可能是()

(A)燈L1短路。(B)燈L2短路。(C)燈L1斷路。(D)燈L2斷路。

6.如圖22所示，當(dāng)滑片P向右移動時()

(A)電流表A示數(shù)不變，電壓表V示數(shù)不變。(B)電流表A示數(shù)不變，電壓表V示數(shù)變大。

(C)電流表A示數(shù)變小，電壓表V示數(shù)變大。(D)電流表A示數(shù)變小，電壓表V示數(shù)不變。

7.如圖23所示，閉合電鍵K，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時，電流表A的示數(shù)將

________(選填“變小”、“不變”或“變大”)。

圖23圖24