動(dòng)態(tài)電路與故障電路分析

1、電學(xué)專題電學(xué)專題動(dòng)態(tài)電路和電路故障動(dòng)態(tài)電路和電路故障 分析分析變化電路變化電路的類型的類型一、滑動(dòng)變阻器的滑片一、滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置的變的位置的變化引起電路中電學(xué)物理量的變化?；痣娐分须妼W(xué)物理量的變化。二、開關(guān)的斷開或閉合引起電路中二、開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化。電學(xué)物理量的變化。三、電路的故障引起電路中電學(xué)三、電路的故障引起電路中電學(xué)物理量的變化。物理量的變化。電學(xué)專題（一）：電學(xué)專題（一）：動(dòng)態(tài)電路分析動(dòng)態(tài)電路分析四、半導(dǎo)體材料（光敏電阻、壓敏電四、半導(dǎo)體材料（光敏電阻、壓敏電阻、聲敏電阻等）變化引起的阻、聲敏電阻等）變化引起的 變化。變化。類型一、滑動(dòng)變阻器滑片

2、類型一、滑動(dòng)變阻器滑片P的位置變化引起電路的位置變化引起電路中電學(xué)物理量的變化中電學(xué)物理量的變化分析方法：首先分析清楚電路是串聯(lián)或是并聯(lián)，然后分析滑分析方法：首先分析清楚電路是串聯(lián)或是并聯(lián)，然后分析滑片的移動(dòng)引起滑動(dòng)變阻器的電阻變化是怎樣的，根據(jù)歐姆定片的移動(dòng)引起滑動(dòng)變阻器的電阻變化是怎樣的，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點(diǎn)綜合分析得出結(jié)論律和串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點(diǎn)綜合分析得出結(jié)論1串聯(lián)電路中滑動(dòng)變阻器滑片串聯(lián)電路中滑動(dòng)變阻器滑片P的位置變化引起的變化的位置變化引起的變化P P左移左移RR2 2RI A RI A 表表。R R1 1不變不變IRIR1 1UU1 1 V V 表表。判斷電

3、壓表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的分壓判斷電壓表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理來分析：原理來分析：R R2 2UU2 2UU1 1 V V 表表。即兩表示數(shù)均變大。即兩表示數(shù)均變大。例例1如圖，是典型的伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，當(dāng)滑片如圖，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(dòng)時(shí)，請你判斷向左移動(dòng)時(shí)，請你判斷 A 表和表和 V 表的變化。表的變化。A 表變大 V 表變小 燈泡變亮。 v變式訓(xùn)練題變式訓(xùn)練題參考下圖，在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，若由于各種原因，電壓表改接在滑動(dòng)變阻器的兩端，當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，請判斷 A 表和 V 表的變化及燈泡亮度變化。分析：分析：P左移左移R2RI A

4、表表，由，由 P = I2R可知燈泡實(shí)際功率變大，故變亮?？芍獰襞輰?shí)際功率變大，故變亮。R1不變不變IR1U1 U2 V 表表 。判斷電壓表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的分壓判斷電壓表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理來分析：原理來分析：R2U2 V 表表 。 例例2如圖，當(dāng)滑片如圖，當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，向左移動(dòng)時(shí)，A 表和表和 V 表將如何變化。表將如何變化。分析：首先要確定電路的類型，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？此電路屬于串聯(lián)電路呢還是并聯(lián)電路？由于電流表內(nèi)阻很小，故將電流表簡化成導(dǎo)線，由于電壓由于電流表內(nèi)阻很小，故將電流表簡化成導(dǎo)線，由于電壓表內(nèi)阻很大，故將

5、電壓表簡化成斷開的開關(guān)或干脆拿掉。表內(nèi)阻很大，故將電壓表簡化成斷開的開關(guān)或干脆拿掉。此時(shí)可以容易地看出，這是一個(gè)串聯(lián)電路。而且發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)此時(shí)可以容易地看出，這是一個(gè)串聯(lián)電路。而且發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的滑片已經(jīng)懸空，滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻，所變阻器的滑片已經(jīng)懸空，滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻，所以以 A 表示數(shù)不變。表示數(shù)不變。電壓表在本電路中，是測量電壓表在本電路中，是測量R1和和R2部分電阻之和的電壓，部分電阻之和的電壓，當(dāng)滑片當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，被跨接在電壓表內(nèi)的電阻隨著變小，向左移動(dòng)時(shí)，被跨接在電壓表內(nèi)的電阻隨著變小，根據(jù)分壓原理：根據(jù)分壓原理：V 表示數(shù)減小。表示數(shù)減小。 變式訓(xùn)練題變式訓(xùn)練題

6、： 在如圖所示電路中，當(dāng)閉合開關(guān)后，滑動(dòng)變在如圖所示電路中，當(dāng)閉合開關(guān)后，滑動(dòng)變 阻器的滑動(dòng)片阻器的滑動(dòng)片P向右移動(dòng)時(shí)（向右移動(dòng)時(shí)（ ） (A)電壓表示數(shù)變大，燈變暗。電壓表示數(shù)變大，燈變暗。 (B)電壓表示數(shù)變小，燈變亮。電壓表示數(shù)變小，燈變亮。 (C)電流表示數(shù)變小，燈變亮。電流表示數(shù)變小，燈變亮。 (D)電流表示數(shù)不變，燈變暗。電流表示數(shù)不變，燈變暗。A 變式訓(xùn)練題變式訓(xùn)練題： 如圖，當(dāng)滑片如圖，當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí)，向左移動(dòng)時(shí)，A 表和表和 V 表的示數(shù)將如何變化表的示數(shù)將如何變化。A 表變大表變大 V表不變表不變例例3如圖，當(dāng)滑片如圖，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，向右移動(dòng)時(shí)，A1 表、表、 A

7、2表表和和 V 表將如何變化？表將如何變化？v分析：并聯(lián)電路各支路兩端電壓分析：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(dòng)變路獨(dú)立工作，互不干擾，滑動(dòng)變阻器滑片阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí)，對向右移動(dòng)時(shí)，對R1這條支路沒有影響，所這條支路沒有影響，所以電流表以電流表 A1 示數(shù)不變?；緮?shù)不變?；琍右移，右移，R2變大，兩端電變大，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。示數(shù)也會變小。2并聯(lián)電路中滑動(dòng)變阻

8、器的滑片并聯(lián)電路中滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置的的位置的 變化引起的變化變化引起的變化 類型類型 二、開關(guān)的斷開或閉合引起電路中二、開關(guān)的斷開或閉合引起電路中電學(xué)物理量的變化電學(xué)物理量的變化 分析方法：分析清楚開關(guān)斷開前后的電路連接情況是關(guān)鍵，同時(shí)分析方法：分析清楚開關(guān)斷開前后的電路連接情況是關(guān)鍵，同時(shí)電流表是一個(gè)很小的電阻等效處理為導(dǎo)線直接連通，電壓表是一個(gè)電流表是一個(gè)很小的電阻等效處理為導(dǎo)線直接連通，電壓表是一個(gè)大電阻，處理為斷路，然后根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)大電阻，處理為斷路，然后根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行分析。行分析。例4在如圖所示的電路中，將開關(guān)K閉合，則電流表的示數(shù)

9、將_，電壓表的示數(shù)將_(均填“變大”、“變小”或“不變”)。變大變大變大變大 類型類型 三、電路的故障引起電路中電學(xué)物三、電路的故障引起電路中電學(xué)物理量的變化理量的變化 分析方法：電路故障一般分為短路和斷路兩大類。分析方法：電路故障一般分為短路和斷路兩大類。分析識別電器故障時(shí)，一定要根據(jù)電路中出現(xiàn)的各種反分析識別電器故障時(shí)，一定要根據(jù)電路中出現(xiàn)的各種反常現(xiàn)象，如燈泡不亮，電流表和電壓表示數(shù)反常等，分?，F(xiàn)象，如燈泡不亮，電流表和電壓表示數(shù)反常等，分析其發(fā)生的各種可能原因，再根據(jù)題中給的其他條件和析其發(fā)生的各種可能原因，再根據(jù)題中給的其他條件和現(xiàn)象、測試結(jié)果等進(jìn)行綜合分析，確定故障現(xiàn)象、測試結(jié)果等

10、進(jìn)行綜合分析，確定故障 。例例5、在圖、在圖3所示的電路中所示的電路中,電源電壓不變。閉合開關(guān)電源電壓不變。閉合開關(guān)K，電路，電路正常工作。一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)電壓表示數(shù)變大，則正常工作。一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)電壓表示數(shù)變大，則 （ ） A、燈、燈L可能變亮可能變亮 B、燈、燈L亮度可能不變亮度可能不變 C、電阻、電阻R可能斷路可能斷路 D、電阻、電阻R可能短路可能短路圖3C例例6：在圖中，當(dāng)開關(guān)：在圖中，當(dāng)開關(guān) K閉合后，兩只小燈泡發(fā)光，閉合后，兩只小燈泡發(fā)光，電壓表示數(shù)為電壓表示數(shù)為4V。過了一會兒，電壓表示數(shù)為。過了一會兒，電壓表示數(shù)為0，經(jīng)，經(jīng)檢查除小燈泡外其余器材的連接良好，請

11、分析造成這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：種情況的原因可能有：_。 分析：電壓表示數(shù)為分析：電壓表示數(shù)為0，其原因，其原因有三：有三：1.電壓表沒有接好或電壓電壓表沒有接好或電壓表損壞；表損壞；2.小燈小燈L2短路；短路；3.小燈小燈L1斷路。起先，電壓表有示數(shù)，斷路。起先，電壓表有示數(shù)，說明不存在原因說明不存在原因1的情況。那么的情況。那么還有兩種情況都是可能的。還有兩種情況都是可能的。小燈小燈L2短路；小燈短路；小燈L1斷路。斷路。例例7如圖所示，閉合開關(guān)如圖所示，閉合開關(guān)S，電路正常工作過了，電路正常工作過了一段時(shí)間，燈泡一段時(shí)間，燈泡L熄滅，兩只電表示

12、數(shù)都變大熄滅，兩只電表示數(shù)都變大,則則下列判斷正確的是（下列判斷正確的是（ ） A電阻電阻R斷路斷路 B電阻電阻R短路短路 C燈泡燈泡L短路短路 D燈泡燈泡L斷路斷路C類型四、半導(dǎo)體材料（光敏電阻、壓敏電阻、聲敏類型四、半導(dǎo)體材料（光敏電阻、壓敏電阻、聲敏電阻等）變化引起的電阻等）變化引起的 變化。變化。例8：酒精測試儀可檢測駕駛員是否酒后開車，如圖所示是它的原理圖，酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的增大而減小，如果測試到酒精氣體的濃度越大，那么（ ）A傳感器的電阻越大 B通過傳感器的電流越小C電壓表的示數(shù)越大 D傳感器兩端的電壓越大分析方法：首先分析清楚電路是串聯(lián)或是并聯(lián)，然后分析這些半分

13、析方法：首先分析清楚電路是串聯(lián)或是并聯(lián)，然后分析這些半導(dǎo)體的電阻變化是怎樣的，與滑動(dòng)變阻器同理，根據(jù)歐姆定律和導(dǎo)體的電阻變化是怎樣的，與滑動(dòng)變阻器同理，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點(diǎn)綜合分析得出結(jié)論串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點(diǎn)綜合分析得出結(jié)論C小明設(shè)計(jì)一個(gè)天然氣泄漏檢測電路，如圖甲所示，R為氣敏電阻，其阻值隨天然氣濃度變化曲線如圖乙所示，R0為定值電阻，電源電壓恒定不變。則下列說法正確的是( )A天然氣濃度增大，電壓表示數(shù)變小天然氣濃度增大，電壓表示數(shù)變小B天然氣濃度減小，電流表示數(shù)變大天然氣濃度減小，電流表示數(shù)變大C天然氣濃度增大，電路消耗的總功率變小天然氣濃度增大，電路消耗的總功率變小

14、D天然氣濃度減小，電壓表與電流表示數(shù)的比值不變天然氣濃度減小，電壓表與電流表示數(shù)的比值不變變式訓(xùn)練題變式訓(xùn)練題：D電學(xué)專題電學(xué)專題（二）：（二）：伏安法測電阻（或電功率）實(shí)驗(yàn)中常伏安法測電阻（或電功率）實(shí)驗(yàn)中常見電路故障分析見電路故障分析常見現(xiàn)象如：（常見現(xiàn)象如：（1）如圖在測電阻時(shí)，如果被測對象斷了）如圖在測電阻時(shí)，如果被測對象斷了(如燈絲燒斷了），電如燈絲燒斷了），電流表和電壓表示數(shù)會有何表現(xiàn)？流表和電壓表示數(shù)會有何表現(xiàn)？（2）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)后，電流表的指針幾乎不動(dòng)，而電壓表的指）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)后，電流表的指針幾乎不動(dòng)，而電壓表的指針卻有明顯的偏轉(zhuǎn)，則電路中故障的原因可

15、能是什么？針卻有明顯的偏轉(zhuǎn)，則電路中故障的原因可能是什么？（3）如果將電流表和電壓表互換了位置，電流和電壓表有何表現(xiàn)？）如果將電流表和電壓表互換了位置，電流和電壓表有何表現(xiàn)？ 故障故障1：閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表閉合開關(guān)，燈泡不亮，電壓表 有示數(shù)（或示有示數(shù)（或示數(shù)接近電源電壓），而電流表數(shù)接近電源電壓），而電流表 無示數(shù)。無示數(shù)。判斷：判斷：“電壓表有示數(shù)電壓表有示數(shù)”表明電路中有電流通過，表明電路中有電流通過，“電流電流表無示數(shù)表無示數(shù)”說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表，則故障原說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表，則故障原因可能是因可能是（1）和電壓表并聯(lián)的用電器小燈泡（或定值電阻）開路即

16、斷和電壓表并聯(lián)的用電器小燈泡（或定值電阻）開路即斷路，（或者說燈泡燈絲斷了）路，（或者說燈泡燈絲斷了）。分析：因?yàn)榇藭r(shí)電流表分析：因?yàn)榇藭r(shí)電流表所在電路中串聯(lián)了大電阻（電壓表內(nèi)阻）使電流太小，電流所在電路中串聯(lián)了大電阻（電壓表內(nèi)阻）使電流太小，電流表無明顯示數(shù)表無明顯示數(shù)。在這么大的電阻前在這么大的電阻前 燈泡的電阻就顯得微不燈泡的電阻就顯得微不足道足道 所以所以 電壓表顯示的幾乎是電源電壓電壓表顯示的幾乎是電源電壓（2）若器材均完好，可能是電流表和電壓表位置接反了若器材均完好，可能是電流表和電壓表位置接反了。分析：這樣也是相當(dāng)于電壓表串聯(lián)在電路里分析：這樣也是相當(dāng)于電壓表串聯(lián)在電路里 因?yàn)殡?/p>

17、壓表因?yàn)殡妷罕淼碾娮韬艽蟮碾娮韬艽?所以幾乎分到了全部電壓所以幾乎分到了全部電壓 而由于電壓表的電阻而由于電壓表的電阻大電路中電流幾乎為零故電流表幾乎無示數(shù)大電路中電流幾乎為零故電流表幾乎無示數(shù)（3）電流表被短路電流表被短路；（補(bǔ)充：這種情形燈泡是亮的。）；（補(bǔ)充：這種情形燈泡是亮的。）AV故障故障2、閉合開關(guān)，不燈泡亮，電流表閉合開關(guān)，不燈泡亮，電流表 有 示 數(shù) ， 而 電 壓 表有 示 數(shù) ， 而 電 壓 表 無 示 數(shù)無 示 數(shù) 。 判斷：判斷：“電流表示數(shù)正常電流表示數(shù)正?！北砻髦麟娐窞橥罚砻髦麟娐窞橥?，“電壓表無示數(shù)電壓表無示數(shù)”表明無電流通過電壓表，則故障表明無電流通過電壓

18、表，則故障原因可能原因可能是 (1)與電壓表并聯(lián)的用電器短路，即燈泡短路與電壓表并聯(lián)的用電器短路，即燈泡短路( 2 ) 電 壓 表 損 壞 或 電 壓 表 接 觸 不 良電 壓 表 損 壞 或 電 壓 表 接 觸 不 良(3)電壓表的兩接線柱到電源兩極之間的電路斷電壓表的兩接線柱到電源兩極之間的電路斷路；路；(補(bǔ)充：這種情形電流表也沒有示數(shù)。）補(bǔ)充：這種情形電流表也沒有示數(shù)。）VA故障故障3：閉合開關(guān)后閉合開關(guān)后 無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 燈泡亮度燈泡亮度與兩表示數(shù)均無改變與兩表示數(shù)均無改變。原因原因：滑動(dòng)變阻器接法錯(cuò)誤，即滑動(dòng)變阻器沒有按照滑動(dòng)變阻器接法錯(cuò)誤，

19、即滑動(dòng)變阻器沒有按照“一上一一上一下下”的方法來接的方法來接 。補(bǔ)充一下補(bǔ)充一下：當(dāng)變阻器全接上接線柱時(shí)：相當(dāng)于導(dǎo)線（ 容易造成電路電流過大）這是燈泡特別亮， 當(dāng)變阻器全接下接線柱是：相當(dāng)于一個(gè)定值電阻 ，燈泡較暗。故障故障4：閉合開關(guān)，無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，燈泡兩端的：閉合開關(guān)，無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，燈泡兩端的電壓總小于額定電壓（不能正常發(fā)光）電壓總小于額定電壓（不能正常發(fā)光）原因：原因：電源電壓過低電源電壓過低。故障故障5：將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)小時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡變亮，電流表：將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)小時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡變亮，電流表變大，而電壓表示數(shù)變小了。變大，而電壓表示數(shù)變小了。原因：原因：電壓表與滑

20、動(dòng)變阻器并聯(lián)了電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了。故障故障6：閉合開關(guān)后，無論怎樣移動(dòng)滑片：閉合開關(guān)后，無論怎樣移動(dòng)滑片 燈泡都不亮，電流燈泡都不亮，電流表和電壓表均無示數(shù)。表和電壓表均無示數(shù)。原因原因（1）：電路某一處斷路，如各接線柱接觸不良。）：電路某一處斷路，如各接線柱接觸不良。 原因原因（2）:燈泡被導(dǎo)線或電流表短路燈泡被導(dǎo)線或電流表短路故障故障7：燈泡亮 兩表指針反向偏轉(zhuǎn) 原因：兩表的正負(fù)接線柱接反了故障故障8：閉合開關(guān)，燈泡亮，電表指針偏轉(zhuǎn)到右邊最大刻度處。原因（1）：電表量程選小了。原因（2）：滑動(dòng)變阻器沒有移到最大值處（在最小值處）故障故障9：閉合開關(guān)，燈泡亮，電表指針偏轉(zhuǎn)幅度很小。原因

21、（1）：兩表量程選大了。原因（2）：電源電壓過低，滑動(dòng)變阻器又在最大值處。故障故障10：當(dāng)連完最后一根導(dǎo)線時(shí)，燈泡立即發(fā)出明亮的光。原因：連接電路時(shí)開關(guān)未斷開，滑動(dòng)變阻器沒有調(diào)到最大值處。其他故障 故障故障11：閉合開關(guān)后，燈泡忽明忽暗，兩表指針來回?cái)[動(dòng) 原因原因：電路某處接觸不良，即開路 排除方法排除方法：把松動(dòng)的地方擰緊 故障故障12：閉合開關(guān)前 燈泡發(fā)光 閉合開關(guān)后 燈泡不亮了 兩表也無示數(shù)原因原因：開關(guān)與電源并聯(lián) 導(dǎo)致所有東西都被短路 后果后果：極容易燒壞電源 故障故障13：閉合開關(guān)，燈泡發(fā)出微弱的光（基本不亮），電流表和電壓表示數(shù)很小。（元件完好，連接無誤） 原因：滑動(dòng)變阻器接入電路電阻過大，（或滑動(dòng)變阻器規(guī)格選大了），燈泡分壓太小。小結(jié)一小結(jié)二、電路中基本的癥狀及診斷小結(jié)二、電路中基本的癥狀及診斷癥狀癥狀1：用電器不工作。診斷診斷：（1）若題中電路是串聯(lián)電路，看其它用電器能否工作，如果所）若題中電路是串聯(lián)電路，看其它用電器能否工作，如果所有用電器均不能工作，說明可能某處發(fā)生了斷路；如果其它用電