電路動態(tài)和故障分析.doc

電路動態(tài)分析和電路故障分析一、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實(shí)驗(yàn)電路圖，當(dāng)滑片P向左移動時，請你判斷A表和V表的變化。分析：P左移R2變小R變小I變大A表變大。R1不變IR1變大U1變大V表變大。 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：這是一個串聯(lián)電路。而且發(fā)現(xiàn)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，V表示數(shù)減小。例3如圖3，當(dāng)滑片P向左移動時，A表和V表將如何變化。分析：電壓表在本電路中，是測量總電壓，當(dāng)滑片P向左移動時，V表示數(shù)不變。但是由于R2因此A表。例4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：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，因此總電阻變大，電流變小，所以電流表示數(shù)變小。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。例5 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。分析：當(dāng)滑動變阻器的滑動片P向右移動時，電阻R的阻值變大，因此總電阻變大，電流變小，所以電流表示數(shù)變小。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。電壓表直接測量電阻R的電壓，因此電壓表的示數(shù)變大；本題正確答案為A。 圖4 圖5 圖6 圖72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6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?；琍右移，R2變大，兩端電壓不變，故電流變小，所以電流表A1示數(shù)變小，干路中電流也隨之變小，所以A2示數(shù)也會變小。例7 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？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。由于并聯(lián)電路各支路獨(dú)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?；琍右移，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)也變小。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8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，由于此時電阻較大，故電流較??；電鍵K閉合后，電阻R2被局部短路，電路中的電阻只有R1了，因此電流表的示數(shù)將變大。例9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)連接的。電鍵K閉合時，電壓表的示數(shù)將_(選填“變小”、“不變”或“變大”)。 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R1被局部短路，電壓表變成測量導(dǎo)線的電壓了，因此電壓表的示數(shù)將變小。 圖8 圖9 圖102并聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化例10 在圖10中，燈泡L1和燈泡L2是_聯(lián)連接的。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：將電壓表拿去，就容易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)該選填“增大”。電壓表始終測量電源電壓，而且不受電鍵控制，所以示數(shù)不變。例11 在圖11中，燈泡L1和燈泡L2是_聯(lián)連接的。當(dāng)電鍵K斷開時，電壓表的示數(shù)將_；電流表A1的示數(shù)將_，電流表A2的示數(shù)將_ (選填“增大”、“不變”或“減小”)。分析：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，由于并聯(lián)電路各支路獨(dú)立工作，互不干擾，所以電鍵閉合時，對L1這條支路沒有影響，所以電流表A1示數(shù)不變。電鍵閉合時，L2的電流從0變到有，故電流變大，干路中電流也隨之變大，所以A2示數(shù)也會變大。電壓表始終測量電源電壓，而且不受電鍵控制，所以示數(shù)不變。 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原因分析例12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(shù)為0，其原因有三：1.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)，說明不存在原因1的情況。那么還有兩種情況都是可能的。答案為：小燈L2短路；小燈L1斷路。例13 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)生的情況是：_。分析：電壓表示數(shù)為電源電壓，其原因有兩種：小燈L短路；電阻R斷路。例14 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。一段時間后，其中一燈突然熄滅，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。分析：這是一個并聯(lián)電路。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，且導(dǎo)致兩燈都不亮；小燈L1短路，也會導(dǎo)致兩燈都不亮；小燈L2斷路，會導(dǎo)致電流表示數(shù)變0；一燈熄滅而電表示數(shù)都不變，只有小燈L1發(fā)生斷路時才有此可能。本題正確答案為C。例15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。一段時間后，發(fā)現(xiàn)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。分析：這是一個串聯(lián)電路。V1測電源電壓，不變，R斷路或小燈L短路，會導(dǎo)致電壓表V2示數(shù)變大、且都導(dǎo)致燈都不亮。本題正確答案為C。 圖14 圖15 圖16例16 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，段時間后，其中的一盞燈突然變亮，而電壓表Vl的示數(shù)變小，電壓表V2的示數(shù)變大，則原因是 ( )(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。“段時間后，其中的一盞燈突然變亮”排除了電路出現(xiàn)斷路的情況，那么，故障現(xiàn)象只有發(fā)生短路了。電壓表V2的示數(shù)變大，是小燈變亮的原因，一定是小燈L2突然變亮；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分別與圖中電路的導(dǎo)線頭M、N相連接，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相連接，接線柱_與M相連接，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192. 在如圖18所示的電路圖中，當(dāng)電鍵K閉合時 （ ）(A) 整個電路發(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。某同學(xué)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)現(xiàn)燈L2亮，燈L1不亮，然后并接在燈L2兩端時發(fā)現(xiàn)兩燈均不亮。由此可以判斷 ( ) (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225. 在圖21所示的電路中，電源電壓為6伏。當(dāng)電鍵K閉合時，只有一只燈泡發(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。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248. 在電路中，發(fā)生了如圖24所示的現(xiàn)象，已知電路中只有一處故障，且除兩個燈泡外其余部分均完好，現(xiàn)有導(dǎo)線、電壓表、電流表，在不拆開電路的情況下，請?zhí)暨x合適的器材判斷電路的故障，寫出兩種判斷方法，包括所用器材、觀察到的現(xiàn)象和結(jié)論：_。8如圖25所示電路中，電源電壓保持不變，R為定值電阻，當(dāng)開關(guān)閉合時，標(biāo)有“6V，3W”的小燈泡L剛好正常發(fā)光；若保持R不變，將L換成另一只標(biāo)有“6V，2W”的小燈泡，閉合開關(guān)后，小燈泡消耗的實(shí)際功率為（ ）051015V0123圖乙A、大于2W B、等于2W C、小于2W D、無法確定V2V1L2L1S圖甲圖259. 小明按如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)開關(guān)閉合后，V和V2的指針位置完全一樣，如圖乙所示，造成這一現(xiàn)象的原因是可能開路 可能短路可能 V和V2所選量程不相同，1短路 可能 V和V2所選量程不相同，電路各處完好圖4L1L210、如圖4是小文同學(xué)研究串聯(lián)電路中電流、電壓特點(diǎn)的實(shí)物連接圖，當(dāng)開關(guān)閉合時，燈L1亮，燈L2不亮，電流表和電壓表均有讀數(shù)則故障原因可能是AL1斷路 BL1短路 CL2斷路 DL2短路11、如圖所示，將兩只額定電壓相同的燈泡L1、L2串聯(lián)在電路中，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)L1亮，L2不亮。對此有下列幾種猜想，其中可能的是 L2燈絲斷了，燈座未短路L1L2S 燈泡L2的電阻太小 燈泡L2兩端電壓較大 通過燈泡L1、L2電流不等 燈泡L2的燈座被短路 燈泡L1、L2的額定功率不同A B C D參考答案1變??；B。 2D。 3A。 46；0.15。 5B 6A。 7不變。8方法一：用一根導(dǎo)線并聯(lián)在L1兩端，若L2發(fā)光，說明L1斷路。方法二：用電流表并聯(lián)在L1兩端，若電流表有示數(shù)且L2發(fā)光，說明L1斷路。若電流表沒有示數(shù)，且L2不發(fā)光，說明L2斷路。方法三：用電壓表并聯(lián)在L1兩端，若電壓表示數(shù)等于電源電壓，說明L1斷路。若電壓表示數(shù)等于零，說明L2斷路。參考答案：一、 典型練習(xí) 例一、A變小 V變小 （1）、A不變V變小 （2）、A變大 V不變 （3）、B （4）、A 例二、A1不變 A2變小 V不變 （5）、A1變小 A2變小 V不變 例三、變大 變大 （6）、串 變小 例四、并 不變 變小 （7）、并 變小 變小 （8）、C （9）、C （10）、 B 二、專題練習(xí) 1、變小 B 2、D 3、 A 4、6V 0 5、A 6、A 7、不變 8、A9、D 10、D 11、D 2009年上海中考物理第二輪復(fù)習(xí)電路故障分析專題1（嘉定區(qū)）在圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S，電路正常工作。過了一會兒，燈L熄滅，兩個電表中只有一個電表的示數(shù)變大，則下列判斷中正確的是 ( ) A、一定是燈L斷路，電流表的示數(shù)變小。 B、可能是燈L短路，電壓表的示數(shù)變大。 C、一定是電阻R斷路，電流表的示數(shù)變小。 D、可能是電阻R短路，電壓表的示數(shù)變大。2（金山區(qū)）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S后，電路正常工作。過了一會兒，燈L熄滅，兩個電表中只有一個電表的示數(shù)變小，則下列判斷中正確的是（ ）LASRVA可能是燈L斷路，電流表的示數(shù)變小B可能是電阻R斷路，電流表的示數(shù)變小C可能是燈L短路，電壓表的示數(shù)變大D可能是電阻R短路，電壓表的示數(shù)變大3（靜安區(qū)）在圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S后，電路正常工作。過了一會兒，燈L熄滅，兩個電表中只有一個電表的示數(shù)變大，則下列判斷中正確的是（ ）LASRVA、可能是電阻R短路，電流表的示數(shù)變大。B、一定是燈L短路，電流表的示數(shù)變大。C、可能是電阻R斷路，電壓表的示數(shù)變小。D、可能是燈L斷路，電流表的示數(shù)變小。RLSVA4（盧灣區(qū)）在圖所示的電路中，閉合電鍵S，燈L不亮，電壓表V無示數(shù)。若電路中各處均接觸良好，除燈L和電阻R中的某一個外，其余元件均完好，則下列判斷中正確的是（ ）A 一定是電阻R短路，電流表的示數(shù)變大。B 可能是電阻R斷路，電流表的示數(shù)變小。C 一定是燈L斷路，電流表的示數(shù)變小。D 可能是燈L短路，電流表的示數(shù)變大。5（普陀區(qū)）在如圖所示的電路中，閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)燈L1、L2都不發(fā)光，電流表無示數(shù)，為了找出發(fā)生故障的原因，現(xiàn)用電壓表進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)a、b間的電壓和a、c間的電壓都為6伏，b、c間的電壓為零，則電路故障可能是( )A、L1斷路 B、L1短路 C、L2斷路 D、L2短路圖176（松江區(qū)）如圖示電路中，電源電壓不變，閉合電鍵S，燈L1、L2都發(fā)光，一會兒，其中一燈突然熄滅，兩個電表中只有一個示數(shù)減小，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是（ ）(A) 一定是燈L1短路，A表示數(shù)減小(B) 可能是燈L1斷路，V表示數(shù)減小(C) 可能是燈L2短路，V表示數(shù)減小(D) 一定是燈L2斷路，A表示數(shù)減小7（楊浦區(qū)）在圖所示的電路中，閉合電鍵 S ，燈 L 不亮，已知電路中各處均接觸良好，除燈 L 和電阻 R 外，其余元件均完好。（1）請判斷該電路中存在的故障可能是 。（請將三種可能填寫完整）（2）為進(jìn)一步確定故障，小明同學(xué)將一個電壓表正確并聯(lián)在燈的兩端，閉合電鍵 S, 觀察電壓表的示數(shù)情況。若電壓表有示數(shù)，說明故障是 ； 若電壓表無示數(shù)，說明故障是 。（3） 為進(jìn)一步確定故障，小華同學(xué)再在電路中串聯(lián)一個電流表，請判斷他能否查找出電路的故障，并說明理由 。8（青浦區(qū)）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合電鍵S后，電路正常工作，一會兒后，電燈突然變亮（沒有燒毀），則下列關(guān)于電壓表、電流表讀數(shù)的判斷正確的是 （ ）A 電壓表讀數(shù)變小，電流表示數(shù)變小。 B 電壓表讀數(shù)變大，電流表示數(shù)變大。C 電壓表讀數(shù)變大，電流表示數(shù)變小。D 電壓表讀數(shù)變小，電流表示數(shù)變大。(青浦區(qū))在如圖所示電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S，電路正常工作。過了一會兒，燈熄滅了，已知電路中各處均接觸良好，除電燈L和電阻R外，其它元件均完好，且電燈L和電阻R的故障不同時發(fā)生。（1）、請判斷該電路中存在的故障可能是_。（請將三種可能填寫完整）（2）、請根據(jù)圖中電表進(jìn)一步確定故障原因：A、如果兩只電表均無示數(shù)，說明故障是_。B、如果兩只電表均有示數(shù)，說明故障是_。C、如果電路中只有一只電表有示數(shù)，說明故障是_。RASV1V2L9（虹口區(qū)）在圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S后，電路正常工作。過了一會兒，三個電表中有一個電表的示數(shù)變大、一個電表的示數(shù)變小，則下列判斷中正確的是（ ）A 電流表A示數(shù)可能變小，燈L一定熄滅。B 電流表A示數(shù)一定變大，燈L可能熄滅。C 電壓表V2示數(shù)可能變大，燈L可能熄滅。D 電壓表V2示數(shù)一定變小，燈L一定熄滅。RSL（虹口區(qū)）在圖所示的電路中，閉合電鍵S，燈L不亮。已知電路中各處均接觸良好，除燈L和電阻R外，其它元件均完好。（1）若電路中只有一處出現(xiàn)故障，請判斷故障可能是_（選填“R斷路”“L斷路”、“ R短路”、或“L短路”）。 （2）小明同學(xué)為進(jìn)一步確定故障，將一個電流表正確串聯(lián)在圖18所示的電路中，請判斷：他_（選填“能”或“不能”）查找出電路的故障。（3）小華同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他在小明已串聯(lián)好電流表的電路中，將電壓表V正確并聯(lián)在燈L兩端，閉合電鍵S，觀察電流表和電壓表的示數(shù)情況。請判斷：他_（選填“能”或“不能”）查找出電路的故障。若閉合電鍵S，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，說明電路的故障是_。LSRV22V110（黃浦區(qū)）在圖所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵S，電路正常工作。一段時間后，發(fā)現(xiàn)其中一個電壓表的示數(shù)變大，則（ ）A燈L一定變暗。 B電阻R可能短路。 C燈L亮度可能不變。 D電阻R可能斷路。LASRV11（徐匯區(qū)）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S后，電