电路动态分析

专题四动态电路和电路故障分析考向解读动态电路和电路故障分析是电学考查的一个必考考点，而动态电路可以分为三类：一是因滑动变阻器的阻值变化而导致电路中各物理量的变化；二是因开关的状态变化而导致电路中各物理量的变化；三是因为电路发生故障而导致电路各物理量的变化。在安徽中考中，2009年以填空题的形式考查了开关断开和闭合后的电路总电流的比值问题；2010年在填空题中考查了滑动变阻器的阻值变化而导致电流和小灯泡功率的变化情况，同年又在选择题中以电路故障的形式考查了电路变化；类型聚焦2011年以选择题的形式考查了因滑动变阻器阻值变化而导致的电流表、电压表示数变化及灯泡亮度的变化情况；2012年以选择题的形式考查了因电路故障而导致的电路变化；2013年以选择题的形式考查了生活中的变阻器及电路变化问题；2014年在选择题中考查了滑动变阻器的阻值变化而导致电流和部分电路两端电压的变化情况。可见，动态电路题是安徽中考填空题或选择题必考的内容之一，在复习过程中花大力气进行复习是非常有必要的。专题四动态电路和电路故障分析类型聚焦电路动态分析近年中考动态电路与电路故障都属于高频题，在选择题、填空题、实验探究题、计算题各种题型中均有可能出现，所占分值8分左右。电路动态分析目标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二、电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化自学检测1.欧姆定律的公式：I=____、U=___、R=_____。2.串、并联电路中的电流、电阻、电压之间的关系：串联电路中的电流关系是：I=______电压关系是U总=________电阻之间的关系R总=________。并联电路中的电流关系是：I总＝_____电压关系是U总＝_______电阻之间的关系1/R总＝__________。3、串联电路是分压电路，在串联电路中，由公式U=IR得，通过电阻的电流相等，导体电阻越大的，分的电压越（大或小）；并联电路是分流电路，在并联电路中，有公式I=U/R得，当电压相同时时，电阻越大，通过的电流就越（大或小）4、在串联电路中，当只有其中一个电阻的阻值变大时，它的总电阻将变（大或小）；在并联电路中，当只有其中一个电阻的阻值变大时，它的总电阻将变（大或小）。5、电流表的特点是电阻很（大或小），通常相当于，电压表的特点是电阻很（大或小），通常相当于。1.观察图一，想一想：在滑动变阻器的滑片从左到右滑动的过程中，电流表与电压表的示数会怎样变化？电流表的示数变大，电压表的示数变大。2.为什么会发生这种变化？因为这是一个串联电路，在滑片从左到右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中的总电阻变小，而电源电压不变，所以电流会变大。R1的阻值不变，但流过它的电流变大，所在电压表的示数也会变大。合作探究合作探究3.如图二电路中，电源电压不变。当滑片P向右移动时，电流表A1、A2和电压表V的读数将如何变化？电流表A1读数不变；电流表A2读数变小；电压表V的读数不变。合作探究这是一个并联电路，A1测R1所在支路电流，A2测干路电流。因为纯并联电路只有一个电压值，所以，电压表读数保持不变。当滑片P向右移动时，R2电阻增大，所以，总电阻增大，根据欧姆定律，总电流将变小，所以，A2读数变小。又因为并联电路各支路的电流互不影响，A1和R1在另一支路，所以，A1读数不变。4.为什么会发生这种变化？电流表A1读数不变；电流表A2读数变小；电压表V的读数不变。合作探究5.讨论：在如图三所示的电路中，电源电压不变。将开关K闭合，则电流表和电压表的示数将发生怎样的变化？为什么会发生这种变化？电流表的示数变大，电压表的示数变大。K闭合前，R1R2串联，电压表测R1两端电压，K闭合后，R2被短路，电压表测电源电压，所以电压表示数变大。此时电路中的总阻变小，所以电流表的示数也会变大。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变阻器串联在电路中变阻器并联联在电路中1、串联电路各用电器互相影响2、串联电路分电压，电路两端（电源)总电压等于各部分电路两端电压之和串联电路中滑片的移动引起电流、电压的变化，要用到的电学规律主要是：并联电路中滑片的移动引起电流电压的变化，要用到的电学规律主要是：1、并联电路各用电器互不影响2、并联电路分电流，并联电路各支路电流之和等于干路电流什么是串联电路分电压？电路两端（电源)总电压等于各部分电路两端电压之和，各用电器分得的最大电压只能是电源电压，串联电阻越多，各电阻分得的电压就越少，所以在串联电路中分电压的多少取决于电阻的大小什么是并联电路分电流？并联电路各支路电流之和等于干路电流，支路越多干路电流就越大，理论上干路电流可以无限大（当支路无限多时)典例分析[例1]如图1，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。A表求数变大，V表求数变大[变式训练题]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。A表示数变大，V表求数变小[例2]如图2，开关闭合，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。A表示数不变，V表求数变小[变式训练题]如图3，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。A表示数变大，V表求数不变[例3]在如图4所示电路中，当闭合电键后，滑动变阻器的滑片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。D[变式训练题]在如图5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。A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6，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？A1表示数不变，A2表示数变小，V表求数不变[变式训练题]如图7，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？A1表示数变小，A2表示数变小，V表示数不变电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化[例5]在如图8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”)。[变大变大[变式训练题]在如图9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”)。串变小并联电路中电键的断开或闭合引起的变化[例6]在图10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”)。并不变减小2．如图，当开关S由闭合变为断开时，下列说法正确的是()A.表示数增大，表示数减小B.表示数减小，表、表示数不变C.表、表、表示数不变D.表、表示数增大，表示数变为0B类型五极值问题解题思路：滑动变阻器滑片位置的改变，就相当于改变电路的状态，有关物理量也在改变。解答时，应从电流表、电压表的量程出发，分别求出最大电流与电阻两端最大电压时的各个物理量，把一个动态变化的题型转化为两个静态的物理问题，从而简化问题。11．如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压不变。闭合开关S后，滑片P从a端移动到b端，电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示，则电源电压为______V，R2的最大阻值为______Ω。31012．如图所示的电路，电源电压为6V，电阻R1＝10Ω，R2的最大阻值是20Ω，滑片P可以在A、B之间自由滑动，为了保证电表不被烧坏，电流表和电压表应分别选择多大量程？解：当滑片滑到A端时，电路中电流最大，最大电流为I＝U源R＝6V10Ω＝0.6A，当滑片滑到B端时，电路中的电流最小，电压表示数最大，最大电压为U＝U源R1＋R2×R2＝6V10Ω＋20Ω×20Ω＝4V，所以电流表选0～0.6A量程，电压表选0～15V。类型三电路故障引起电路中电表示数变化5．如图所示电路中，电源电压不变，闭合开关，电路正常工作，过一段时间，小灯泡发生断路，此时()A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变大，电流表示数变大C．电压表示数变小，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小A6．如图所示的电路，电源电压不变，开关S闭合时，两电表指针发生偏转，电路中电阻R或灯L有一个出现故障，则可能是()A．R短路，电表示数为零B．灯L断路，电表示数为零C．R短路，电表示数为零D．灯L断路，电表示数为零C