第4章電路探秘第16講電路分析與應(yīng)用課件浙教版八年級(jí)上冊(cè)科學(xué)

第4章電路探秘第16講電路分析與應(yīng)用一、串聯(lián)電路的特點(diǎn)1.電流：文字：__________________________。字母：I＝I1＝I2＝I3＝……In2.電壓：文字：__________________________________________

。字母：U＝U1＋U2＋U3＋……Un串聯(lián)電路中各處電流都相等串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電路電壓之和3.電阻：文字：________________________________________。字母：R＝R1＋R2＋R3＋……Rn理解：把n段導(dǎo)體串聯(lián)起來，總電阻比任何一段導(dǎo)體的電阻都____，這相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的______。特例：n個(gè)相同的電阻R0串聯(lián)，則總電阻R＝nR0。串聯(lián)電路中總電阻等于各部分電路電阻之和大長度串聯(lián)電路中各部分電路兩端電壓與其電阻成正比二、并聯(lián)電路的特點(diǎn)1.電流：文字：______________________________________。字母：I＝I1＋I(xiàn)2＋I(xiàn)3＋……In2.電壓：文字：____________________________________字母：U＝U1＝U2＝U3＝……Un并聯(lián)電路中總電流等于各支路中電流之和并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓都相等。并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和三、復(fù)雜電路簡(jiǎn)化步驟步驟1：將閉合的開關(guān)變成導(dǎo)線，將斷開的開關(guān)去掉。開關(guān)閉合時(shí)等效于一根導(dǎo)線。開關(guān)斷開時(shí)等效于開路，可從電路兩節(jié)點(diǎn)間去掉，如果和用電器串聯(lián)，用電器也可以去掉。步驟2：將電壓表去掉。因?yàn)殡妷罕淼睦硐雰?nèi)阻無窮大，通過它的電流為零，可將其從電路中“拆除”，即使電壓表兩端斷開，來判斷電流路徑。步驟3：將電流表變成導(dǎo)線。由于電流表的存在，對(duì)于弄清電流路徑、簡(jiǎn)化電路存在障礙。因電流表的理想內(nèi)阻為零，故可采用“去掉法”排除其障礙，即將電流表從電路中“去掉”，并將連接電流表的兩個(gè)接線頭連接起來。步驟4：合并導(dǎo)線上的節(jié)點(diǎn)，分析各用電器是串聯(lián)還是并聯(lián)(有多種方法)。步驟5：畫出等效電路圖。把已知條件盡可能標(biāo)注在等效電路圖上。步驟6：把電壓表和電流表畫入電路圖。然后根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，特別注意電源電壓不變，定值電阻的阻值不變，正確運(yùn)用電學(xué)公式來分析解答。步驟4的具體方法：(1)電流法即從電源正極出發(fā)，順著電流的流向看電流的路徑是否有分支，如果有，則分支之間是并聯(lián)關(guān)系。如果電流的路徑只有一條(無分支點(diǎn))，則各元件之間為串聯(lián)。(2)滑移法所謂“滑移法”就是把電壓表正、負(fù)接線柱的兩根引線順著導(dǎo)線滑動(dòng)至某用電器(或電阻)的兩端，從而確定測(cè)量對(duì)象的方法，但是滑動(dòng)引線時(shí)不可繞過用電器和電源(可繞電流表)。(3)拆除短路法被短路是用電器(或電阻)兩端被導(dǎo)線直接連通而造成的。圖1為常見的短路模型。當(dāng)有電流流到A時(shí)，電流會(huì)直接經(jīng)過導(dǎo)線流到B，而不會(huì)通過電阻R流到B(電阻R看成是一座高山)。由于R被短路，沒有電流流過，故可將電阻從電路中“拆除”，拆除后的等效電路如圖2所示。(4)分?jǐn)喾?滑動(dòng)變阻器)移動(dòng)變阻器，是通過滑片來改變自身接入電路中的電阻值，從而改變電路中的電流和電壓，滑動(dòng)變阻器有兩種形式接入電路。圖3是一般的接入方法。圖4的接法，可將滑動(dòng)變阻器看作是在滑片P處“斷開”，把其分成AP和PB兩個(gè)部分，如圖5。其中PB部分被短路，沒有電流流過。PA部分是接入電路的電阻。當(dāng)P從左至右滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻AP部分逐漸變大；反之，AP部分逐漸變小。(5)標(biāo)點(diǎn)法從電源正極出發(fā)，把和用電器連接的點(diǎn)標(biāo)為符號(hào)“1”，穿過一個(gè)用電器之后就加“1”，直到到達(dá)負(fù)極為止。注意：與電源負(fù)極相連的用電器的數(shù)字必須要相同，通常取比較大的數(shù)字。例如：

如圖：(1)當(dāng)___________________時(shí)，兩燈串聯(lián)。(2)當(dāng)_____________________時(shí)，兩燈并聯(lián)。(3)當(dāng)開關(guān)S2、S3同時(shí)閉合，S1斷開時(shí)，_________________。(4)當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，電路________。S1和S2斷開、S3閉合S1和S2閉合、S3斷開燈L1亮，L2被短接短路

如圖：(1)當(dāng)只閉合S1時(shí)，燈______亮，燈________因________________不亮。(2)當(dāng)只閉合S2時(shí)，燈_____亮，燈________因______________不亮。(3)當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開時(shí)，燈____________亮，是____聯(lián)。(4)當(dāng)開關(guān)S1、S2都閉合時(shí)，燈___________亮，是____聯(lián)。L2L1、L3短接(局部短路)L3L1、L2短接(局部短路)L1、L2、L3串L1、L2、L3并四、動(dòng)態(tài)電路的分析動(dòng)態(tài)電路分析的主要任務(wù)是分析電路中各元件電流和電壓的變化。(1)首先要進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)分析了解各元件間的串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系，弄清各電表測(cè)的是哪段電路的哪個(gè)物理量，弄清變阻器電阻變化的情況等。(2)處理好部分和整體的關(guān)系、阻值變化與阻值不變部分之間的關(guān)系，一個(gè)電阻的變化可以引起電路中一系列電學(xué)量的變化，分析有關(guān)電學(xué)量的變化時(shí)要注意整體與部分、干路與支路的聯(lián)系。最常見的分析思路是由部分電路電阻的變化推斷電路總電阻的變化，再由歐姆定律I總＝

討論總電流的變化，電壓對(duì)于定值電阻常用U＝IR分析，對(duì)變化的電阻常用U＝U總－IR(U總常為電源電壓，R為定值電阻)來分析。

如圖所示，電源電壓不變，閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，電流表A的示數(shù)________，電壓表V1的示數(shù)________，電壓表V2的示數(shù)________。變大變小變大

如圖所示，電源電壓不變，閉合開關(guān)S后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是(

)A．三個(gè)電表的示數(shù)都變大B．表A1、A2示數(shù)變小，表V的示數(shù)不變C．三個(gè)電表的示數(shù)都變小D．表A1的示數(shù)變小，表A2、V的示數(shù)不變B

首先根據(jù)電路連接情況判斷該電路是并聯(lián)電路，接著判斷電路中的電流和電壓的變化，表V并聯(lián)在R1兩端，測(cè)R1兩端電壓也是電源電壓，因電源電壓不變，所以表V的示數(shù)不變。(1)觀察滑動(dòng)變阻器R1的變化；【P向左移動(dòng)R1變大】(2)判斷支路電流的變化：(3)判斷總電流的變化(I總＝I1＋I(xiàn)2)?！綢2不變，則I1變小即表A1示數(shù)變小】故選B。五、【絕招課堂】動(dòng)態(tài)電路的萬能母題如右圖，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，設(shè)電源電壓為U電，R1兩端電壓為UR1，通過電流為IR1，L1兩端電壓為UL1，通過電流為IL1，L2兩端電壓為UL2，通過電流為IL2，L3兩端電壓為UL3，通過電流為IL3，R2兩端電壓為UR2，通過電流為IR2，根據(jù)串、并聯(lián)情況有：UL2＝UR1＋UL1

U電＝UL2＋UL3＋UR2

IR1＝IL1

IL3＝IR2

IL3＝IL1＋I(xiàn)L2滑片P向右移動(dòng)，R1阻值增大，導(dǎo)致R1與L1串聯(lián)后總電阻增大，R1與L1串聯(lián)再與L2并聯(lián)后的總電阻增大，整個(gè)電路總電阻增大，故有UL2變大，UL3、UR2變小，則變化量關(guān)系有：ΔUL2＝ΔUL3＋ΔUR2。L2兩端電壓增大則其電流增大，干路電流減小，R1與L1支路電流應(yīng)變得更小。UR1變大，UL1變小，則變化量關(guān)系有：ΔUR1＝ΔUL2＋ΔUL1ΔIR1＝ΔIL1ΔIL3＝ΔIR2

ΔIL1＝ΔIL2＋ΔIL3燈泡亮度隨燈泡兩端電壓增大而增大，則L2變亮，L1、L3變暗，其中L1變的更暗，動(dòng)態(tài)電路中隱藏規(guī)律：

如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，不變的是(

)A．電流表A示數(shù)與電流表A1示數(shù)的差值B．電壓表V示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值C．電壓表V示數(shù)與電流表A示數(shù)的乘積D．電壓表V示數(shù)與電流表A1示數(shù)的乘積D

根據(jù)母題分析答案為D。

如圖所示的電路，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器P向右移動(dòng)時(shí)，電壓表V的示數(shù)將________，電壓表V示數(shù)與電流表A1示數(shù)的比值將________。(均選填“變小”“不變”或“變大”)不變變大六、增大電表量程通過并聯(lián)電路分流原理改裝電流表，若要增加電流表量程至原來2倍，可并聯(lián)一阻值與電流表內(nèi)阻相同的電阻，然后將量程讀數(shù)擴(kuò)大至原來2倍即可。通過串聯(lián)電路分壓原理改裝電壓表，若要增加電壓表量程至原來2倍，可以串聯(lián)一阻值與電壓表內(nèi)阻相同的電阻，然后將量程讀數(shù)擴(kuò)大至原來2倍即可。

如圖所示，甲、乙兩個(gè)電路都是由一個(gè)靈敏電流表G和一個(gè)變阻器R組成的，下列說法正確的是(

)①甲表是安培表，R增大時(shí)量程增大②甲表是安培表，R增大時(shí)量程減小③乙表是伏特表，R增大時(shí)量程增大④乙表是伏特表，R增大時(shí)量程減小A．①③

B．①④

C．②③

D．②④C

電流表、電壓表都是由小量程的電流表改裝而成的。利用并聯(lián)電阻的分流作用，將靈敏電流表G和電阻并聯(lián)，改裝成安培表。利用串聯(lián)電阻的分壓作用，將靈敏電流表G和電阻串聯(lián)，改裝成電壓表。由一個(gè)靈敏電流表G和一個(gè)變阻器R并聯(lián)，利用并聯(lián)電阻的分流，改裝成安培表。由一個(gè)靈敏電流表G和一個(gè)變阻器R串聯(lián)，利用串聯(lián)電阻的分壓，改裝成伏特表。伏特表的量程U＝Ig(Rg＋R)，可知R增大時(shí)量程增大。故③正確、④錯(cuò)誤。故選C。

將量程一樣的兩個(gè)電流表A1、A2和兩個(gè)量程一樣的電壓表V1、V2。將它們按照?qǐng)D示接入電路，若定值電阻為6Ω，兩端電壓為6V，則電表A1、A2、V1、V2示數(shù)為(

)A．1A、1A、6V、6VB．0.5A、0.5A、3V、3VC．1A、0.6A、6V、6VD．0.5A、0.5A、6V、3V

電流表分流，根據(jù)歐姆定律知干路電流為1A，電流表均分電流，則電流表示數(shù)為0.5A，電壓表同樣均分電壓為3V，故選B。B七、歐姆表原理實(shí)驗(yàn)室里可以用歐姆表來直接測(cè)量電阻。如圖虛線框內(nèi)是歐姆表的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖，它是由靈敏電流表、電壓為U的電源、變阻器等組成。在a、b間接入一個(gè)電阻R，電路中就有一個(gè)對(duì)應(yīng)電流I。所以，由電流表指針位置可以知道電阻R大小。為了方便，事先在電流表的刻度盤上標(biāo)出了電阻的歐姆值。歐姆表在測(cè)量電阻前都需要調(diào)零，即把a(bǔ)、b兩接線柱短接，調(diào)節(jié)變阻器的滑片位置，使電流表滿偏(指在最大刻度處)。歐姆表的幾個(gè)特點(diǎn)(與電流表和電壓表的不同點(diǎn))：(1)電流表和電壓表刻度越向右數(shù)值越大，歐姆表則相反，這是因?yàn)榇郎y(cè)電阻越小I越大造成的。當(dāng)待測(cè)電阻為無窮大時(shí)(開路電路)，I＝0，則在最左端；當(dāng)待測(cè)電阻為零時(shí)(兩接線柱短接)I為Imax，電流表滿刻度處電阻為“0”在最右端。(2)電流表和電壓表刻度均勻。歐姆表刻度很不均勻，越向左越密。八、改裝電表測(cè)其他科學(xué)量

歐姆表的刻度為什么不均勻？

請(qǐng)你閱讀下列一段話，并回答后面提出的問題。風(fēng)力測(cè)量儀是以測(cè)量風(fēng)速為基本功能，又將風(fēng)溫、相對(duì)濕度測(cè)量功能組合而一的儀表，是一種便攜式、智能化的低風(fēng)速測(cè)量儀表，在測(cè)量管道環(huán)境及采暖、空調(diào)制冷、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能監(jiān)測(cè)、氣象、農(nóng)業(yè)、冷藏、干燥、勞動(dòng)衛(wèi)生調(diào)查、潔凈車間、化纖紡織，各種風(fēng)速實(shí)驗(yàn)等方面有廣泛用途。如圖是某中學(xué)八年級(jí)科學(xué)課外實(shí)踐活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的風(fēng)力測(cè)量儀的電路示意圖，其電源電壓U＝3V，電路保護(hù)電阻R1＝10Ω，均勻電阻絲的阻值為R2＝10Ω，金屬絲(電阻忽略不計(jì))的上端固定在O點(diǎn)，下端系有一塊塑料片A，當(dāng)風(fēng)從右向左吹動(dòng)塑料片時(shí)，金屬絲向左擺動(dòng)并與電阻絲保持良好的接觸，風(fēng)力表由電壓表改裝而成。(1)無風(fēng)時(shí)，塑料片豎直下垂，電壓表示數(shù)是多少？電路中的電流是多少？故答案為：無風(fēng)時(shí)，塑料片豎直下垂，電壓表示數(shù)是0，電路中的電流是0.15A。(2)風(fēng)力最強(qiáng)時(shí)，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數(shù)是多少？故答案為：風(fēng)力最強(qiáng)時(shí)，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數(shù)是1.5V。

由電路圖可知，電阻R1與R2的最大阻值串聯(lián)，電壓表測(cè)R2中OA右側(cè)電阻兩端的電壓。(2)金屬絲滑到最左端時(shí)，電壓表測(cè)R2上的電壓，則由歐姆定律可求得電壓即U′2＝IR2＝0.15A×10Ω＝1.5V；(3)為什么不在電路中串聯(lián)電流表，把電流表改裝成風(fēng)力表？故答案為：因?yàn)殡娐分须娮枧c電壓恒定，所以電流恒定，無法用電流表測(cè)風(fēng)力。

由電路圖可知，電阻R1與R2的最大阻值串聯(lián)，電壓表測(cè)R2中OA右側(cè)電阻兩端的電壓。(3)由電路圖可知，電路中的電阻不變，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流不變，所以無論風(fēng)力大小，電路中的電流均不變。九、電學(xué)暗箱檢測(cè)電學(xué)暗箱的概念：指電學(xué)元件封閉在一個(gè)盒內(nèi)，不能直接觀察到元件的組成情況，而盒外有接線柱，通過應(yīng)用外部元件連接，觀察其內(nèi)部元件的外部表現(xiàn)，來判斷其電路的組成問題。1.箱內(nèi)無電源，解決此類問題的步驟是：第一步確定總電阻大小。第二步確定箱內(nèi)電阻的連接方式。

如圖1甲是一個(gè)密封盒，盒內(nèi)是由兩個(gè)電阻和一些導(dǎo)線組成的電路，電路與盒外的a、b、c、d四個(gè)接線柱相連，而接線柱b、c在盒內(nèi)已用導(dǎo)線相連。某活動(dòng)小組欲探究盒內(nèi)兩電阻的阻值和電路結(jié)構(gòu)，他們使用的器材是：能輸出穩(wěn)定電壓的電池組、量程是0.6A