电路动态分析和电路故障分析专题复习

电路动态分析和电路故障分析专题复习一、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1．串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化[例1]如图，是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向左移动时，请你判断A表和V表的变化。分析：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左移→R2↓→R↓→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↑。[例2]如图，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。分析：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1]如图，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。[例3]在如图所示电路中，当闭合电键后，滑动变阻器的滑动片P向右移动时（）(A)安培表示数变大，灯变暗。(B)安培表示数变小，灯变亮。(C)伏特表示数不变，灯变亮。(D)伏特表示数不变，灯变暗。分析：将电流表等效为一根导线，可以看到电压表直接测量电源电压，因此当滑动变阻器的滑动片P向右移动时，电压表的示数将不会变化；而电阻R的阻值变大，小灯的电阻RL大小不变（注意：在初中阶段，小灯的电阻由于温度的变化引起的变化往往忽略不计），因此总电阻变大，电流变小，所以电流表示数变小。从串联电路的分压角度分析，小灯两端的电压也将变小，小灯的功率P=ULI也将变小，所以小灯的发光将变暗。本题正确答案为D。[变式训练2]在如图所示电路中，当闭合电键后，滑动变阻器的滑动片P向右移动时（）(A)伏特表示数变大，灯变暗。(B)伏特表示数变小，灯变亮。(C)安培表示数变小，灯变亮。(D)安培表示数不变，灯变暗。2．并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化[例4]如图，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？分析：并联电路各支路两端电压相等，等于电源电压，故电压表V示数不变。由于并联电路各支路独立工作，互不干扰，滑动变阻器滑片P向右移动时，对R1这条支路没有影响，所以电流表A1示数不变。滑片P右移，R2变大，两端电压不变，故电流变小，干路中电流也随之变小，所以A2示数也会变小。[变式训练3]如图，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？二、电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化1．串联电路中电键的断开或闭合引起的变化[例5]在如图所示的电路中，将电键K闭合，则安培表的示数将______，伏特表的示数将________(均填“变大”、“变小”或“不变”)。分析：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。[变式训练4]在如图所示的电路中，当电键K断开时，电阻R1与R2是________联连接的。电键K闭合时，电压表的示数将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。[例6]在图中，灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。当电键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”)。分析：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”。2．并联电路中电键的断开或闭合引起的变化[变式训练5]在图中，灯泡L1和灯泡L2是______联连接的。当电键K断开时，电压表的示数将________；电流表A1的示数将__________，电流表A2的示数将__________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。三、电路的故障引起电路中电学物理量的变化及故障原因分析[例7]在图中，当电键K闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为4伏。过了2分钟，电压表示数为0，经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，请分析造成这种情况的原因可能有：_____________________。分析：电压表示数为0，其原因有三：1.电压表没有接好或电压表损坏；2.小灯L2短路；3.小灯L1断路。起先，电压表有示数，说明不存在原因1的情况。那么还有两种情况都是可能的。答案为：小灯L2短路；小灯L1断路。[变式训练6]在如图所示的电路中，电源电压等于6伏，合上电键后电压表示数为6伏。经分析得出，电路中可能发生的情况是：______________________________。[例8]在如图所示的电路中，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。分析：这是一个并联电路。可以采用排除法。小灯L2短路，会导致电压表示数变小、电流表示数变大，且导致两灯都不亮；小灯L2断路，会导致电流表示数变0；小灯L1短路，也会导致两灯都不亮；一灯熄灭而电表示数都不变，只有小灯L1发生断路时才有此可能。本题正确答案为C。[例9]在图所示的电路中，电源电压不变。闭合电键K后，灯L1、L2都发光，—段时间后，其中的一盏灯突然变亮，而电压表Vl的示数变小，电压表V2的示数变大，则产生这一现象的原因是()(A)灯L1断路。(B)灯Ll短路。(C)灯L2断路。(D)灯L2短路。分析：属于电路故障分析题。“—段时间后，其中的一盏灯突然变亮”排除了电路出现断路的情况，那么，故障现象只有发生短路了。电压表V2的示数变大，是小灯变亮的原因，一定是小灯L2突然变亮；电压表Vl的示数变小说明小灯L1发生了短路。本题正确答案为B。[变式训练7]在图所示的电路中,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L可能变亮。(B)灯L亮度可能不变。(C)电阻R可能断路。(D)电阻R可能短路。