浙教版九年级科学上册教师辅导讲义-电学基础复习2

学科教师辅导讲义学员编号：年级：初三课时数：3学员姓名：辅导科目：科学学科教师：授课主题C（电学基础复习2）动态电路分析、电路故障判断授课日期及时段教学内容一、专题检测1．如图所示电路，电源两端电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是（）A．电压表示数变小B．电流表示数变大C．电阻R1两端的电压变小D．电阻R2两端的电压变大答案：C2．学了电路后，小明设计了四个体重计原理图。你认为可行的是()答案：C3．如图是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，这时电流表和电压表均有读数．则故障原因可能是（）A．L1断路B．L1短路C．L2断路D．L2短路答案：D二、知识梳理【知识点1】动态电路分析（一）知识储备1、快速说出串联和并联电路的电流、电压、电阻的特点：串联电路串联电路的各处电流相等；串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和；串联电路总电阻等于各串联电阻之和。并联电路：并联电路的干路电流等于各支路电流之和并联电路各支路两端电压相等；并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。2、欧姆定律：导体中的电流，跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比。数学表达式为I=U/R。定律的运用：①电阻串联相当于增大了导体的长度，所以总电阻比任何一个分电阻都大；②电阻并联相当于增大了导体的横截面积，所以总电阻比任何一个分电阻都小。不论串联还是并联，其中一个电阻增大，总电阻都增大，其中一个电阻减小，总电阻都减小。3、串联分压：电阻大的分的电压大，电阻小的分的电压小。并联分流；电阻大的分的电流小，电阻小的分的电流大。4、判断小灯泡的亮暗程度，要根据它的实际功率。实际功率越大，它就越亮，实际功率越小，它就越暗。（二）分析动态电路的基本思想1.由局部到整体再到局部的思想；2.由定值电阻到可变电阻（如滑动变阻器）的思想。注：做动态电路类型的习题时，为了分析表达的简洁，我们约定一套符号：“→”表示引起电路变化；“↑”表示物理量增大或电表示数增大；“↓”表示物理量减小或电表示数减小。（三）分析动态电路的步骤和基本方法1.步骤：（1）判断用电器的串并联方式；（2）弄清电表的测量对象；（3）认清滑动变阻器滑片的移动或开关的开、闭对局部电路阻值的影响；（4）利用欧姆定律及其变形公式，结合串联或并联电路的特点进行分析。2.常规分析方法：局部电阻变化→总电阻变化→总电流变化→局部电流、电压变化（先分析定值电阻的电流、电压的变化，再分析局部电阻变化的那部分电路的变化情况）【知识点2】电路故障判断所谓电路故障是指因电路元件、测量电表连接错误或损坏，使电路出现的非正常现象。判断电路的故障所在，要用到三种电路、欧姆定律、串并联电路的特征特点、电流（压）表使用规则等知识。类型：短路和短路（一）断路的判断1．断路的主要表现。断路最显著的特征是电路(并联的干路)中无电流（电流表无读数），且所有用电器不工作（常是灯不亮），电压表读数接近电源电压。如果发现这种情况，则电路的故障是发生了断路。2．判断的具体方式。采用小灯泡法、电压表法、电流表法、导线法等与电路的一部分并联。原理是在并联的部分断路时，用小灯泡法、电压表法、电流表法、导线法等与电路的一部分并联再造一条电流的路径，若这条路径搭在哪里使电路恢复通路，则与之并联的部分就存在断路。（1）电压表检测法。把电压表分别和逐段两接线柱之间的部分并联，若有示数且比较大（常表述为等于电源电压），则和电压表并联的部分断路（电源除外）。电压表有较大读数，说明电压表的正负接线柱已经和相连的通向电源的部分与电源形成了通路，断路的部分只能是和电压表并联的部分。（2）电流表检测法。把电流表分别与逐段两接线柱之间的部分并联，如果电流表有读数，其它部分开始工作，则此时与电流表并联的部分断路。注意，电流表要用试触法选择合适的量程，以免烧坏电流表。（3）导线检测法。将导线分别与逐段两接线柱之间的部分并联，如其它部分能开始工作，则此时与电流表并联的部分断路。（4）小灯泡检测法。将小灯泡分别与逐段两接线柱之间的部分并联，如果小灯泡发光或其它部分能开始工作，则此时与小灯泡并联的部分断路。（二）短路的判断并联电路中，各用电器是并联的，如果一个用电器短路或电源发生短路，则整个电路就短路了，后果是引起火灾、损坏电源，因而是绝对禁止的。串联短路也可能发生整个电路的短路，那就是将导线直接接在了电源两端，其后果同样是引起火灾、损坏电源，因而是绝对禁止的。较常见的是其中一个用电器发生局部短路。一个用电器两端电压突然变大，或两个电灯中突然一个熄灭，另一个同时变亮，或电路中的电流变大等。这些情况是经常考查的主要方式。1．短路的具体表现：（1）整个电路短路。电路中电表没有读数，用电器不工作，电源发热，导线有糊味等。（2）串联电路的局部短路。某用电器（发生短路）两端无电压，电路中有电流（电流表有读数）且较原来变大，另一用电器两端电压变大，一盏电灯更亮等。2．判断方法：短路情况下，是“导线”成了和用电器并联的电流的捷径，电流表、导线并联到电路中的检测方法已不能使用，因为，它们的电阻都很小，并联在短路部分对电路无影响。并联到其它部分则可引起更多部位的短路，甚至引起整个电路的短路，烧坏电流表或电源。所以，只能用电压表检测法或小灯泡检测法。（1）电压表检测法。把电压表分别和各部分并联，导线部分的电压为零表示导线正常，如某一用电器两端的电压为零，则此用电器短路。（2）小灯泡检测法。把小灯泡分别和各部分并联，接到导线部分时小灯泡不亮（被短路）表示导线正常。如接在某一用电器两端小灯泡不亮，则此用电器短路。（三）电压表、电流表固定测试以下图所示的电路图为例，从电压表的示数着手，可以得到如下所示的故障分析表：电压表示数原因分析具体表现伴随的其他现象电压表示数为零①干路断L2断丝灯不亮，电流表无示数②电压表被短路L1被短路一灯亮，电流表有示数③电压表接触不良电压表接线柱接触不良两灯亮，电流表有示数电压表示数为电源电压④V表直接并在电源两端L2被短路一灯亮，电流表有示数⑤电压表串联接入L1断丝灯不亮，电流表指针几乎不偏转说明：①由于电压表和灯L1并联，所以L1所在的支路不在干路之列。②当电压表串联接入电路中时，因电压表的电阻远远大于灯泡的电阻，根据串联电路的分压作用，电压表两端的电压也将远远大于灯泡的电压，一般认为等于电源电压。③上表中没有考虑电压表和电流表坏了的情况。从表中可以看出，不同的故障对应有不同的现象，所以我们可以根据外在的现象来判断内在的故障。在用上表来解题时，重要的是理解原因和现象的因果关系而不是死记硬背。（四）电压表移动测试解此类故障题的关键是要理解：当电压表的示数不为0时，一定有电流流进电压表（尽管这股电流非常小），进而可以推断出“干路不断”；反之，若电压表示数为0，则在流经电压表的支路上肯定存在断路现象。我们可以用下面的流程图来体现这层意思。电压表有示数→一定有电流流进电压表→干路不断（五）常见具体故障1、小灯泡不亮常见原因：（1）无电流通过小灯泡，可能情况有二。一是灯泡所在的电路可能开路。如电路某处因接触不良、灯泡的灯丝烧断。二是灯泡所在电路可能被导线或电流表短路。（2）通过灯泡的电流很小，不足以使灯泡发光。如灯泡与电压表串联后接在某段电路中（如图1）。因电路电压一般不大，但电压表的内阻很大，所以电路中的电流很小，不足以使灯泡发光。2、电流（压）表常见故障：（1）相同点：每次的读数都偏大：原因是电表未调零直接接入电路。指针偏向左侧无刻度的地方：原因是电表“+”“-”接线柱接反。指针偏向右侧无刻度的地方：原因是被测电流（压）超过电表的最大测量值。（2）不同点：电流表指针不动，可能情况有二：可能电路某处开路，无电流通过电流表。也可能电流表与电压表串联接在某段电路中（如图2），此时电路中的电流很小，几乎为零，不足以使电流表的指针摆动。电压表示数为电源电压，可能情况有二：可能电压表直接接在电源两端。也可能电压表与阻值较小的电路元件串接在某段电路中（如图1）。因电压表内阻很大，故两端的电压很大，几乎接近于电源电压。电压表有示数说明：与电压表串联的电路一定是通路；与电压表并联各用电器可能完好、也可能部分断开，但与电压表并联部分决不会短路。如图3，电压表有示数说明：一是aSbcd部分是通路；二是电灯L完好断开或断开，但灯L决不会短路。三、题型突破【题型1】开关的断开或闭合引起电路中电流、电压以及电阻的变化1．串联电路中电键的断开或闭合引起的变化例1.如图7所示电路，将开关S闭合，电流表的示数将；电压表的示数将.（选填“变大”、“变小“或”不变“）答案：在电键尚未闭合前，两个电阻组成串联电路。电压表测量R1两端的电压，电键K闭合后，电阻R2被局部短路，电压表变成测量电源两端的电压了，因此电压表的示数将变大。在电键尚未闭合前，电流表测量的是串联电路的电流值，由于此时电阻较大，故电流较小；电键K闭合后，电阻R2被局部短路，电路中的电阻只有R1了，因此电流表的示数将变大。SdL图3cbV1aV1图2A图8VR1R2AV1R1R2图7V1图1变式训练：如图8所示电路中，当开关S断开时，电阻R1和R2是联，开关S闭合后，电压表的示数将（选填”变大“、”变小“或”不变“）.答案：串联变小2．并联电路中电键的断开或闭合引起的变化例2.如图9所示电路中，灯泡L1和L2是联，当开关S断开时，电压表的示数将，电流表的示数将.（选填“变大”、“变小”或“不变”）答案：明确开关断开和闭合时是什么的电路.电流表、电压表分别测的是哪部分的电流和电压。根据欧姆定律或并联电路的特点判断电流表和电压表示数变化情况.本题的难度首先在电路的识别，我们可以将电流表看作导线，将电压表拿去，就容易看出这个电路是“并”联电路。电流表是串联在小灯L1的支路中的，所以电键闭合时，电流表的示数从0变到有读数，应该选填“增大”。电压表是测量电源电压，而且不受电键控制，所以示数“不变”。变式训练：如图10所示电路，灯泡L1和L2是联，开关S断开时，电压表的示数将；电流表的示数A1的示数将；A的示数将（选填“变大”、“变小”或“不变”）.答案：并联变小不变变小【题型2】滑动变阻器的P的位置的变化引起电路中电流表、电压表示数的变化1、串联电路中滑动变阻器的滑片的位置的变化引起电流表、电压表的变化。例3.如图11，是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向右移动时，请你判断A表和V表的变化。答案：本题中，为了分析表达的简洁，我们约定一套符号：“→”表示引起电路变化；“↑”表示物理量增大或电表示数增大；“↓”表示物理量减小或电表示数减小。P右移→R2↑→R总↑→I↓→A表↓。R1不变→IR1↓→U1↓→V表↓。（判断V表的变化还可以根据串联电路的分压原理来分析：R2↑→U2↑→U1↓→V表↓。）扩展：根据串联电路的特点，滑动变阻器R2两端的电压U2将↑。推论：如果滑动变阻器R2足够大，当滑片P向右一直滑动时，电阻将不断增大，那么U2将不断增大，U1将不断减小，I将不断减小。假设R2无限大，这时U2将增大到电源电压，U1将变为0，I也将变为0，这时的电路就相当于断路。这就是用电压表来判断电路断路和短路的道理。图11图12图13变式训练：参考上图，在伏安法测电阻的实验中，若由于各种原因，电压表改接在滑动变阻器的两端，当滑片P向左移动时，请判断A表和V表的变化。图10AVL2L1A1图9VL2AL1例4.如图12，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。答案：首先要确定电路的类型，此电路属于串联电路呢还是并联电路。我们可以将电流表简化成导线，将电压表简化成断开的电键或干脆拿掉。此时可以容易地看出，这是一个串联电路。而且发现滑动变阻器的滑片已经悬空，滑动变阻器接成了定值电阻，所以A表示数不变。电压表在本电路中，是测量R1和R2部分电阻之和的电压，当滑片P向左移动时，被跨接在电压表内的电阻随着变小，根据分压原理：V表示数减小。变式训练：如图13，当滑片P向左移动时，A表和V