電學中動態(tài)電路分析

1、電學中動態(tài)電路分析一、知識點回顧1.電路特點電路名稱串聯(lián)電路并聯(lián)電路電路圖電流IA=IB=ICIA=IB + IC電壓U = U1 + U2U = U1 =U2電阻R = R1 + R21/R = 1/R1 + 1/R2 R = R1R2/(R1 + R2)電壓與電流分配關系串聯(lián)分壓U1/U2=R1/R2U1/U=R1/R并聯(lián)分流I1/I2 = R2/R1利用串并聯(lián)電路中分壓分流關系式可以迅速解決問題【練習】1. 在探究電路的電流規(guī)律實驗時用了圖8中的某個電路，已知R1R2R3，電流表的讀數(shù)分別是：A1為0.3A、A2為0.15A、A3為0.45A測量時的電路圖應是（ ）2. 某電器的內(nèi)部電路

2、如右圖所示，其中R1=12。當在A、B兩個接線端口接入電壓為10V的電源時，電流表的示數(shù)為0.5A；而把此電源（電壓恒定）接在C、D兩個接線端口時，電流表的示數(shù)為1A，則下列判斷中正確的一項是：A可求出R2和R3的阻值，分別為R2= 8，R3=2 B可求出R2和R3的阻值，分別為R2= 8，R3=12C只能求出R2和R3阻值的比值，R2 ：R3=1 ：2D電路發(fā)生了變化，不符合控制變量法，無法計算3.如圖所示電路，當開關閉合時，電壓表示數(shù)為6V，已知燈L2電阻為6，電源電壓為18V，則L1的電阻為（ ） A. 1 B.2 C.3 D.44電源電壓保持不變，燈L電阻為8，滑動變阻器最大阻值為20

3、。當變阻器滑片P滑到A端時，閉合開關S1和S2，則通過L與滑動變阻器的電流之比為（ ）A. 2 : 5 B.5 : 2 C. 3 ：2 D.2 ：35. 圖8所示的電路中，電源兩端的電壓保持不變，電阻R2與R3的阻值均為10.閉合開關S，電流表A1和A2的示數(shù)之比為23.若把電流表A1和A2分別換成電壓表V1和V2后，電壓表V1的示數(shù)為U1，電壓表V2的示數(shù)為U2.則下列選項正確的是（ ）AR15 BR120 CU1U234 DU1U243 圖56在練習用電壓表測量的實驗中，小明同學遇到了一個難題：他想測量一個電壓約為18V的電源電壓，可手邊只有：量程為3V的電壓表、開關、阻值為R110、R2

4、20、R3140的電阻各一只。思考了一會兒之后，他利用學過的知識，用手邊現(xiàn)有的器材，順利地完成了測量。請你（1）把小明測量時的電路圖畫在下面的虛線框內(nèi)。（在圖中標明元件字母）（2）如果用U表示電壓表的讀數(shù)，請寫出電源電壓的表達式。2.電阻串并聯(lián)的七個推論電阻的串聯(lián)與并聯(lián)對于電路的影響可以用七個推論來概括，記住這些推論對于迅速解題時很有益的。1. n個相同的電阻R串聯(lián)在電路中，總電阻R串= 2. n個相同的電阻R并聯(lián)在電路中，總電阻R并= 3. n個電阻無論串聯(lián)或者并聯(lián)，其中任意一個電阻的阻值增大，則電路中總電阻 ；任意一個電阻阻值減小，則電路中總電阻 。4. 在n個電阻既有串聯(lián)又有并聯(lián)的電路當

5、中，當其中一個電阻的阻值增大或減小時，則總電阻也隨之 。5. 一個很大的電阻與一個很小的電阻串聯(lián)，則總電阻約等于 的電阻；一個很大的電阻與一個很小的電阻并聯(lián)，則總電阻約等于 的電阻。6. n個電阻串聯(lián)，總電阻 任一分電阻，導體串聯(lián)相當于 7. n個電阻并聯(lián)，總電阻 任一分電阻，導體并聯(lián)相當于 【練習】 1.一個阻值是0.1的電阻與一個電阻是10的電阻并聯(lián)，則總電阻是下列的（ ）A. 0.1<R總<10 B.小于0.1 C.等于1 D.等于10.12.兩個阻值相同的電阻，每個電阻阻值均為R，現(xiàn)將其中一個電阻的阻值增大，則并聯(lián)后的總電阻（ ）A.大于R B. 1/2R <R總&l

6、t; R C.等于1/2R D.小于1/2R3.關于學校教室電路，下列說法正確的是（ ）A.學校的燈都開時，總電阻最大 B.學校的燈都不開時，總電阻最大C.每多一個教室開燈，學校的干路總電流就會變大D.沒多一個教室開燈，學校的干路總電流就會變小4.在你家中，同時工作的用電器越多，則（ ）A.總電阻越大 B.總電阻越小 C.總電流越大 D.用電器兩端的電壓越大3.歐姆定律（1）內(nèi)容：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比.（2）公式：（3）變形式：4.判斷電路連接可以先簡化電路，電流表當導線看，電壓表當開路看（圖1）V2V3V1R1R2圖1-1等效電路：如圖1-1、圖1-2R1

7、R2圖1-2A3A2V3V1V2A1R1R2圖15.如何判斷電流表測量通過哪個用電器的電流？方法一： 看電流表與哪個用電器串聯(lián)，則就測通過那個用電器的電流（如圖2、圖3).AL2L1 AA1A2L2L1圖2 圖3方法二： 電流分析法：看哪些電流流過它，則測通過哪個用電器的電流（如圖4）。A1A2R2R3R1圖4A1 測量通過 的電流；A2 測量通過 的電流；6.如何判斷電壓表測哪部分電路兩端的電壓？V1V2L2L1圖5方法一： 電壓表與哪個用電器并聯(lián)就測哪個用電器兩端的電壓（如圖5）V1 測 兩端的電壓；V2 測 兩端的電壓.R2R1V圖6方法二： 回路法看電壓表與哪個用電器構成一個回路，而且

8、該回路上沒有電源，則電壓表就測那個用電器兩端的電壓（如圖6）.V 測 兩端的電壓.二、動態(tài)電路分析的難點：1.知道串、并聯(lián)電路特點.2.會分析動態(tài)電路中由于開關斷開、閉合以及變阻器滑片位置的變化引起的電路中電流表、電壓表示數(shù)的變化.3.學會用“動態(tài)”的觀點，用“隔離法”把電路簡化，從而判斷電路的連接方式，弄清電壓表所測電壓.4電路動態(tài)分析題和電路故障分析題是初中學生物理學習過程中的一個難點，其原因是這兩類題目對學生有較高的能力要求。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，因此我們將這兩類分析題整合成一個專題進行復習有利于提高復習的效率。在編排順序中

9、，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)變化的一個原因。三、動態(tài)電路的類型及分析類型一：開關的斷開或閉合引起電路中電流、電壓以及電阻的變化.1串聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化AV1R1R2圖7例1.如圖7所示電路，將開關S閉合，電流表的示數(shù)將 ；電壓表的示數(shù)將 .（選填“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

10、中的電阻只有R1了，因此電流表的示數(shù)將變大。圖8VR1R2針對練習：如圖8所示電路中，當開關S斷開時，電阻R1和R2是 聯(lián)，開關S閉合后，電壓表的示數(shù)將 （選填”變大“、”變小“或”不變“）.圖9VL2AL12并聯(lián)電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化例2.如圖9所示電路中，燈泡L1和L2是 聯(lián)，當開關S斷開時，電壓表的示數(shù)將 ，電流表的示數(shù)將 .（選填“變大”、“變小”或“不變”）圖10 AVL2L1 A1分析：明確開關斷開和閉合時是什么的電路.電流表、電壓表分別測的是哪部分的電流和電壓。根據(jù)歐姆定律或并聯(lián)電路的特點判斷電流表和電壓表示數(shù)變化情況. 本題的難度首先在電路的識別，我們可以將電流表看作

11、導線，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)，應該選填“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”。針對練習：如圖10所示電路，燈泡L1和L2是 聯(lián)，開關S斷開時，電壓表的示數(shù)將 ；電流表的示數(shù)A1的示數(shù)將 ；A的示數(shù)將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）. 類型二：滑動變阻器的P的位置的變化引起電路中電流表、電壓表示數(shù)的變化.1、串聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片的位置的變化引起電流表、電壓表的變化。例3.如圖11，是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖，當滑片P向右移動時，請你判斷A表和V表的

12、變化。分析：本題中，為了分析表達的簡潔，我們約定一套符號：“”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R2R總IA表。R1不變IR1U1V表。（判斷V表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理來分析：R2U2U1V表。）擴展：根據(jù)串聯(lián)電路的特點，滑動變阻器R2兩端的電壓 U2 將 。 推論：如果滑動變阻器R2 足夠大，當滑片P向右一直滑動時，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 R2 無限大，這時U2 將增大到電源電壓，U1 將變?yōu)?，I也將變?yōu)?，這時的電路就相當于斷路。這就是用電壓表來判斷電路斷路和短路的道

13、理。 針對練習：參考上圖，在伏安法測電阻的實驗中，若由于各種原因，電壓表改接在滑動變阻器的兩端，當滑片P向左移動時，請判斷A表和V表的變化。 圖11 圖12 圖13例4.如圖12，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(lián)電路呢還是并聯(lián)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電鍵或干脆拿掉。此時可以容易地看出，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，當滑片P向左移動時，被跨接在電壓表內(nèi)的電阻隨著變小，根據(jù)分壓原理：V表示數(shù)減小。針

14、對練習： 如圖13，當滑片P向左移動時，A表和V表將如何變化。例5.在如圖14所示電路中，當閉合電鍵后，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(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（注意：在初中階段，小燈的電阻由于溫度的變化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

15、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。針對練習： 在如圖15所示電路中，當閉合電鍵后，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14 圖15 2、并聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置變化引起電流表電壓表示數(shù)的變化.A2VR1R2A1圖16例6.如圖16所示，當滑動變阻器的滑片向右移動時電流表A1的示數(shù) ；A2的示數(shù) ；電壓表的示數(shù) 。（填“變大”、“變小”或“不變”）分析：先確定電路，然后看準每個電表分別測的誰的電壓和電流值，再根據(jù)歐姆定律判斷變

16、化，歐姆定律無法判斷的再用電路的電流、電壓、和電阻的關系判斷。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。A2VR1R2A1圖17由于并聯(lián)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)也會變小。針對練習：如圖17所示，當滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表A1將 ；A2將 ；電壓表的示數(shù)將 .（填“變大”、“變小”或“不變”） 四、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17所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵K后

17、，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，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是 ( )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?！岸螘r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。 圖17 圖18 圖19 圖20針對練習：1. 圖18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線頭M、N相連接，閉合電鍵后，當滑動片P

18、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。 2. 在如圖19所示的電路圖中，當電鍵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20所示的電路中，當電鍵K閉合時，燈L1、L2均不亮。某同學用一根導線去查找電路的故障。他將導線先并接在燈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

19、圖21所示，電阻R1的阻值為20歐，R2為40歐，當電鍵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21 圖22 圖235. 在圖22所示的電路中，電源電壓為6伏。當電鍵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23所示，當滑片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24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A的示數(shù)將_(選填“變小”、“不變”或“變大”)。 圖24 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)象和結論：五、綜合練習運用歐姆定律以及電阻推論迅速解決選擇題中的動態(tài)電路問題對于動態(tài)電路問題，如果是選擇題可以運用此法分析解決，如果是需要計算的話，還是需要等效電路圖的輔助解決