动态电路电路故障分析

学科教师辅导讲义课题电学动态电路、故障电路与图像题复习教学目标1、会分析滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化；2、会分析开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化；3、会判断两种基本的电路故障（断路和短路）。4、能通过图像获取信息，解决问题；重点、难点1动态电路分析2电路故障分析3能通过图像获取信息，解决问题考点及考试要求动态电路分析、电路故障判断、读图题，主要以选择、填空、探究实验等题目形式考查教学内容知识点一、动态电路分析动态电路是近几年考查的难点，主要包括：1.滑动变阻器滑片P的位置变化引起的串联电路、并联电路中电学物理量的变化；2.电键的断开或闭合引起的串联电路、并联电路中电学物理量的变化。解动态电路题的关键是电路的识别。我们可以把电流表简化成导线，将电压表简化成断开的电键或干脆拿掉。把闭合的电键看成导线，把被局部短路的用电器拿掉；把电键断开的支路去掉，来简化电路。1.滑动变阻器滑片P的位置变化引起的串联电路、并联电路中电学物理量的变化例1．在图1所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表A的示数将(选填“变小”、“不变”或“变大”)，电压表V与电压表V2示数的差值跟电压表V1示数的比值(选填“小于1”、“等于1”或“大于1”)图1例2.如图2所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电建S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，电压表V示数将，电流表A1的示数将，电流表A2的示数将。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)图2例3.检查驾驶员是否饮酒设备的电路如图3甲，R为酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，R0为定值电阻，电源电压不变．当检测酒精气体浓度增大时（）A．电流表示数减小B．电压表示数减小C．电路总电阻增大D．电路总功率增大平行练习1.如下图4所示，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？2.在如图5所示电路中，当闭合开关后，滑动变阻器的滑动片P向右移动时（）图4(A)电压表示数变大，灯变暗。(B)电压表示数变小，灯变亮。(C)电流表示数变小，灯变亮。(D)电流表示数不变，灯变暗。3.在如图6所示电路中，当闭合开关后，滑动变阻器的滑动片P向右移动时（）(A)电流表示数变大，灯变暗。(B)电流表示数变小，灯变亮。(C)电压表示数不变，灯变亮。(D)电压表示数不变，灯变暗。图5图6R1R2SV11111V222.电键的断开或闭合引起的串联电路、并联电路中电学物理量的变化。例1．如图7所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S由断开到闭合时，电流表的示数将，电压表与电流表示数的比值将。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)图7图8例2.在图8中，灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。当开关K断开时，电压表的示数将________；电流表的示数将__________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。例3.在图9所示的电路中，电源电压不变。当电键S由断开到闭合时，电压表V1的示数将，电压表V2的示数将。图9平行练习1.如下图10所示的电路中,电源电压恒定不变,开关S闭合时,则电流表的示数将，电压表示数将。图11图102.如上图11所示电路中，闭合电键S后，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数将。知识点二、电路故障分析电路故障分析题是初中学生学习物理过程中的一个难点，对学生的分析、推理能力都有较高的要求，故障电路题亦是近几年来物理中考的热点问题，通常以填空题或选择题的形式出现，只考查两个用电器的电路，而且只发生一处故障的情况。电路故障只有两种：短路和断路。对于两个用电器的电路只有两种可能：串联和并联。如果是串联电路发生故障，一般应先根据电流判断是断路还是短路，再根据电压判断是何处发生断路或短路。可以用以下方法判断：图12如果是并联电路发生故障，初中物理只考断路(短路会导致电源短路，一般不考)，有两种可能：一般电流减小或用电器不工作的支路就是断路的位置。通过以上分析可以得到，对于电路故障分析题，如果题目中所给的是一个复杂电路，先要进行路简化，看清是串联电路还是并联电路，分清各电表测量的对象，然后再根据各电学物理量的变化情况，分析、判断出故障的原因。例1.在如右下图13所示的电路中,电源电压不变。闭合电键K，电路正常工作。一段时间后，发现其中一个电压表示数变大，则（）A．灯L1可能变亮B．灯L1亮度可能不变C．灯L2可能断路D．灯L2可能短路例2.在如图14所示的电路中，电源电压不变。闭合电键K后，灯L1、L2都发光。一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因可能是（）(A)灯L1短路。(B)灯L2短路。(C)灯L1断路。(D)灯L2断路。图13图14图15例3.在图15所示的电路中，闭合电键S，灯L不亮，电压表V有示数。已知电路中各处均接触良好，除灯L和电阻R外，其余元件均完好。(1)请判断该电路中存在的故障可能是。(请将两种可能填写完整)(2)为进一步确定故障，小明同学将一个电流表正确串联在图15所示的电路中，闭合电键S,观察电流表的示数情况。若电流表有示数，说明故障是；若电流表无示数，说明故障是。(3)为进一步确定故障，小华同学将图15中的电压表V正确并联在灯L两端，请判断他能否查找出电路的故障，并说明理由。平行练习1.如下图16所示电路中，电源电压保持不变，闭合电键后S后，电路正常工作，过了一会儿，电流表的示数变大，且电压表与电流表的比值不变，则下列判断中正确的是（）A．电阻R断路，灯L变暗B、电阻R短路，灯L变亮C．灯L断路，电压表的示数变小D、灯L短路，电压表的示数变大图16图172.如上图17所示的电路中，电流电压保持不变，闭合电键S，电路正常工作，过了一会儿，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小，则下列判断中正确的是（）A．电阻R一定断路B、电阻R一定短路C．灯L的亮度可能不变D、灯L可能变亮3.如图18所示电路中，电源电压不变，闭合电键S，电路正常工作一段时间后，发现两个电压表的示数相等，则（）A．灯L一定熄灭B、灯L可能变亮C、电阻R一定断路D、电阻R可能短路4.如下图19是测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的电路图。如果某同学在操作的过程中对两只电表的量程选择是正确的，但不慎将两电表的位置对调了，则闭合开关S后A、电流表、电压表均损坏；B、电流表损坏，电压表示数为零；（）C、电流表有示数，电压表示数为零D、电流表示数为零，电压表有示数。图18图19知识点三、电学图像题在物理学中，常用数学图像来反映物理量之间的关系，或用数学图像来描述整个物理过程。电流、电压、电阻的图像一段导体的电流、电压和电阻的关系，由欧姆定律可知：导体的电流与这段导体的电压成正比，与这段导体的电阻成反比。如果导体的电阻是个定值，则U-I图像是条直线；如果R是个变值，则图象是条曲线，如下图：图20（1）若R图象为一条直线，则R是不变的，欧姆定律适用；若为曲线，则R是变化的，U、I不成比例关系，应该根据图象来确定R的大小（找曲线上特殊坐标点，用欧姆定律计算）。（2）比较R的大小时，要特别注意U－I图象与I－U图象的异同：越靠近U的电阻越大。例1有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图21甲所示。电源电压为15V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，灯泡L的额定电压为12V。则灯泡L的额定功率为W；调节滑动变阻器R，使灯泡L的功率为3.6W，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为Ω。图21图22例2在某一温度下，两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如图22所示。则由图22可知，元件A的电阻为Ω；将A和B并联后接在电压为2.5V的电源两端，则通过A和B的总电流是A。平行练习1.张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图23所示的图象，跟0剩余容量（%）时间（月）312691520406080100图24根据图象，下列说法错误的是A．通过导体a的电流与其两端的电压成正比B．导体a的电阻大于导体b的电阻C．当在导体b的两端加上1V的电压时，通过导体b的电流为0.1AD．将a、b两导体串联后接到电压为3V的电源上时，通过导体的电流为0．2A图232.蓄电池充电后即使不用，储存的能量也会逐渐损失，但其电压变化很小，可认为恒定不变。如图24是电压为12伏、容量为15Ａ·h的某品牌蓄电池剩余容量随时间变化的图线。现有一只该种蓄电池充足电，存放6个月，用来给额定电压为12伏、额定功率为36瓦的电灯供电。求：（1）蓄电池容量为“15Ａ·h”，它表示：若该蓄电池以1安的电流为用电器供电，可以工作15小时；则当该蓄电池以2安的电流为用电器供电时，可以工作小时。（2）此灯正常发光时的电流是多少安？（3）存放6个月的该蓄电池最多可给此灯提供多少焦的电能？3.甲、乙两小组同学用图25甲所示的电路进行了一些实验探究．(1)甲小组选取的定值电阻为15Ω，电阻箱阻值如图乙所示，其值为______Ω，此时电压表的示数为3.5V，则该小组电源的电压为_______V；实验中若增大电阻箱阻值，电路中的电流将________，电压表示数将__________(选填变化情况)。(2)乙小组选用其它规格的电源和定值电阻进行实验，他们通过调节电阻箱，得到几组电阻箱的阻值和对应的电压值，并作出U—R图像(如图丙)。由图像可知，电阻箱阻值为20Ω时，电压表的示数为_______V，该组所选用定值电阻的阻值为________Ω。图254.小明利用标有“6V6W”的灯泡L1和“6V3W”的灯泡L2进行实验。（1）当L1正常发光时，电流表A1的示数为A。（2）如图甲所示：OA和OB分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系的曲线。现将两灯连入图乙所示电路，要使其中一个灯泡正常发光，电路中电流表的示数为A，电压表的读数是V，电路消耗的总功率为W。图甲L1L2AVS图乙图265.热敏电阻的阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感，热敏电阻的阻值在特定温度时会发生急剧变化，它在笔记本电脑、自动控制系统等方面有多种用途。如甲电路图，电源电压是7V，当闭合开关S，电压表示数如乙图所示。热敏电阻的电流随电压变化I--U关系如丙图所示。（1）热敏电阻两端的电压；（2）电阻R的值.家庭作业题1.如图所示，闭合电键S，当滑片向右移动时，请判断电流表和电压表的示数变化:电流表的示数；电压表的示数。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)题2.如图所示，闭合电键S，请判断电流表和电压表的示数变化：电流表A1的示数；电流表A2的示数；电压表的示数。（均选填“变大”、“不变”或“变小”）题3：如图所示，闭合电键S，请判断电流表和电压表的示数变化：电流表A1的示数；电流表A2的示数；电压表的示数。（均选填“变大”、“不变”或“变小”）题4.在图所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S由断开到闭合时，电压表V示数将_____________。闭合电键后，当滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表A1与电流表A示数变化量的比值将_____________。（均选填“变小”、“不变”或“变大”）题4图题5图题5.在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电流表A1的示数将________________（选填“不变”、“变小”、“变大”）,电流表A与电流表A1示数的差值跟电流表A示数的比值__________（选填“不变”、“变小”、“变大”）。题6.如图3所示，两只电灯L1和L2并联在电路中，当S1和S2都闭合时，电路中可能出现（）A、电流表被烧坏；B、电压表被烧坏；C、两只灯会被烧坏；D、两只灯都能发光。题1图题2图题3图图4R2PAA1SR1V题7.如图7所示的电路，开关S闭合时，发现L1、L2都不亮，用电压表逐段测量，结果是Uad=6v,Uab=6V,Ubc=0,Ucd=0,则该电路的故障可能是（）A、开关S接触不良；B、灯L1断路；C、灯L2短路；D、灯L2的灯丝断了。题8.如