初中物理电路故障及动态电路分析解题技巧和经典题型含详细答案Word下载.docx
《初中物理电路故障及动态电路分析解题技巧和经典题型含详细答案Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《初中物理电路故障及动态电路分析解题技巧和经典题型含详细答案Word下载.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
如果碰上了电压表电流表就把电压表当开路，电流表当导线。
这个是因为电流表电压小，几乎为零。
但电压表不同。
此处要注意的是，电压表只是看做开路，并不是真的开路。
所以如果碰上了一个电压表一个用电器一个电源串联在一起的情况，要记得。
电压表是有示数的（话说我当时为这个纠结了好久）。
还有一些东西光看理论分析是不好的，要多做题啊，做多得题，在分析总结以下，会好很多。
而且如果有不会的，一定要先记下来，没准在下一题里就会有感悟、
一．常见电路的识别方法与技巧
在解决电学问题时，我们遇到的第一个问题往往是电路图中各个用电器（电阻）的连接关系问题。
不能确定各个电阻之间的连接关系，就无法确定可以利用的规律，更谈不到如何解决问题。
因此正确识别电路是解决电学问题的前提。
当然首先必须掌握串联电路和并联电路这两种基本的电路连接方式（图１（甲）、（乙）），这是简化、改画电路图的最终结果。
识别电路的常用方法有电流流向法（电流跟踪法）、摘表法（去表法）、直线法和节点法。
在识别电路的过程中，往往是几种方法并用。
１．电流流向法
电流流向法是指用描绘电流流向的方法来分析电阻连接方式的方法。
这是一种识别电路最直观的方法，也是连接实物电路时必须遵循的基本思路。
具体步骤是：
从电源正极出发，沿着电流的方向描绘出电流通过电阻的各条路经，一直达到电源的负极。
例１：
在图２（甲）所示电路中，三盏灯是如何连接的，开关闭合后，电流表测量的是哪部分的电流？
做法：
先标出电源的正负极，再沿着从正极到负极的方向，用自己习惯的方法（箭头、粗细线、彩线），描绘各处的电流走向，标在电路图上，如图２（乙）。
分析：
从图２（乙）中可以看出，点ａ是最初的电流分支点，点ｂ是最后的电流会合点。
电流共有三条路径，分别通过三盏灯，所以三盏灯是并联的。
通过电流表的电流只通过灯Ｌ1，所以电流表测量的是通过灯Ｌ1的电流。
２．摘表法
摘表法的基本思路和步骤：
从电路中摘去电压表和电流表后，电压表所在支路用断路替代，电流表所在位置用导线替代。
如果需要进一步对电路进行分析讨论，原电压表、电流表所测量的电压和电流则应在简化后的电路上标出。
例２：
如图３（甲）所示电路中，三个电阻是＿＿联的。
电压表Ｖ１的示数为３Ｖ，Ｖ２的示数为５Ｖ，电源电压＿＿８Ｖ（填“大于”、“小于”或“等于”）。
两个电压表使电路看起来比较复杂，摘掉两个电压表后，把电压表所在支路擦除，电阻的串联方式如图３（乙）所示。
两图比较可知，电压表Ｖ１测量的是Ｒ１和Ｒ３两端的电压Ｕ１＋Ｕ３，电压表Ｖ２测量的是Ｒ１和Ｒ２两端的电压Ｕ１＋Ｕ２，两个电压表的示数之和大于电源电压。
３．直线法
直线法是一种普遍适用的简化电路的方法，是在上述两种方法的基础上，把不规范电路简化成规范电路的方法。
在识别电路、分析电路变化等方面有不可替代的的作用。
具体方法步骤是：
将电路从电源正负极处断开，结合电流流向法，拉长和缩短某一段导线，使各组元器件都在一条直线上，一次不成，可逐次分步完成。
例３：
图４（甲）所示电路中，电源电压是６Ｖ，开关闭合后电压表的示数为４Ｖ，问：
灯Ｌ１、Ｌ２两端电压各为多少？
利用摘表法，可以确定这是两个灯泡的串联电路。
问题是电压表测量的电压是哪个灯两端的电压。
将电路拉成直线，图４（乙）所示，这个问题就迎刃而解了。
４．节点法
节点法是一种将不规范电路快速简化、改化为规范电路的方法。
具体做法是：
从电源正极开始，把电阻之间的连接导线缩减成点，相同的点用同一个字母表示。
如果一个电路中的点多于两个，可以将这些点排在一条直线上，再把相应的电阻补充到这些点之间，节点法和直线法有着相辅相成的关系。
大多数时间比直线法来得更直接、更简洁。
例４：
图５（甲）所示电路中，三个电阻是＿＿联的；
电流表Ａ１测量的是通过电阻＿＿＿的电流。
电流表Ａ２测量的是＿＿＿的电流。
分析：
将图５（甲）中的电流表摘掉后，电路中三个电阻的连接方式仍然不明显。
从电源正极开始，可以标出三个位置都是ａ点（电源正极），另外两个位置都是ｂ点（电源负极）。
如图５（乙）所示。
三个电阻都连接在ａｂ两点之间，通过三个电阻的电流方向都是从ａ到ｂ，所以这是一个并联电路。
再利用电流法，描绘电流走向如图５（丙）所示。
可以知道原电流表Ａ１的位置通过的是Ｒ２和Ｒ３的电流Ｉ２＋Ｉ３；
原电流表Ａ２的位置通过的是Ｒ１和Ｒ２的电流Ｉ１＋Ｉ２。
本题中两个电流表的位置跟例２（图３甲）中两个电压表的位置相同，因为用电流表替代了电压表，三个电阻的连接方式也随之发生了变化。
二、动态电路分析与判断
分析动态电路的一般思路是：
根据引起电路变化的原因（开关通断、变阻器滑片移动、电路故障），分析判断电路中电阻的变化，根据欧姆定律分析电路中电流的变化（电流表示数变化），再根据欧姆定律变形式U=IR（或串并联电路电压特点）进一步判断电路中部分电路中电压的变化（电压表示数变化）或其它物理量的变化。
1、滑动变阻器滑片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滑片P的位置的变化引起的变化
[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，请你判断电流表和电压表示数的变化。
P左移→R2减小→R总减小→I增大→
表变大。
R1不变→IR1增大→U1增大→
判断
表的变化还可以根据串联电路的电压特点来分析：
R2减小→U2减小→U1增大→
[例2]如图2，当滑片P向左移动时，
表和
表将如何变化。
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开关或干脆拿掉。
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，滑动变阻器变成了定值电阻，电流表测串联电路的电流，所以
表示数不变。
即：
P左移→R1+R2不变→
不变
在本电路中，电压表是测量R1和R2部分电阻之和的总电压，当滑片P向左移动时，被跨接在电压表内的电阻随着变小，根据串联电路电压特点：
表示数减小。
[例3]在如图3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。
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，小灯泡的电阻由于温度的影响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。
根据串联电路的电压特点分析，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。
（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4，当滑片P向右移动时，
表、
表将如何变化？
测电源两端电压，
测R1支路电流，
测干路电流。
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
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
示数也会变小。
2、开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化
（1）．串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
[例5]在如图5所示的电路中，将开关S闭合，则电流表的示数将______，电压表的示数将________（均填“变大”、“变小”或“不变”）。
在开关尚未闭合前，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；
开关S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。
在开关尚未闭合前，两个电阻组成串联电路。
电压表测量R1两端的电压，开关S闭合后，电阻R2被局部短路，只有R1接入电路，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。
还可以根据U=IR来分析开关闭合后电压表的示数变化。
（2）并联电路中开关的断开或闭合引起的变化
[例6]在图6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”）。
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。
电流表串联在小灯L1的支路中，所以开关闭合时，电灯L1接入电路，电流表的示数从0变到有读数，应该选填“增大”。
电压表并联在L2两端，也即测量电源电压，而且不受开关控制，所以电压表示数“不变”。
3、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7中，当开关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：
_____________________。
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。
[例8]在如图8所示电路中，电源电压不变。
闭合开关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，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。
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9所示的电路中，电源电压不变。
闭合开关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。
应用“去表法”可以判断此电路是L1、L2组成的串联电路。
“—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，且它测小灯L2两端电压，所以一定是小灯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。
三、简单电路故障类习题的分析判断
电路故障是指电路连接完成通电时，整个电路或部分电路不能工作。
它产生的原因主要有：
元件本身存在问题，如元件内部开路、短路；
连接时选用的器材不当（如R1>
>
R2）；
电路导线接触不良或断开等。
初中物理学习的电路的三种基本状态是：
通路，电路形成回路，电路中有持续电流，电路工作；
开路，指电路的某一位置断开，无法形成回路，电路中没有电流，电路不工作；
短路，指电源的正负极被导线直接相连，电流不经过用电器直接从电源正极流向负极，此时电路中的电流极大，可能烧坏电源。
经典题型篇
例1、如图1，闭合开关时，两灯都不亮，电压表示数为0。
则原因可能是（
）
A、L1短路
B、L2短路
C、L1开路
D、L2开路
分析：
闭合开关时，两灯都不亮（或电流表无示数），表明电路中无电流，从上面的分析可以得出这是开路故障。
那么是L1还是L2开路呢？
可以通过电压表的示数来进行分析，因为电压表测量L1两端电压，若是L1开路，则电压表应与L2串联接在电源两端，它应该有示数且接近电源电压，而此时电压表示数为0，说明电压表没有连接到电源两端。
因此本题的正确选项是D。
例2、如图2，闭合开关时，电流表有示数，电压表示数接近电源电压，则原因可能是
闭合开关时，电流表有示数（或指针偏转），表明电路中有电流，从上面的分析可以判断这是电路中的部分电路短路故障。
那么是L1还是L2短路呢？
可以通过电压表的示数来进行分析。
可以假设一下，若是L1短路，那么L1就相当于一根导线，它的两端电压就为0，这与题目条件不相符，这样就可以确定是L2被部分短路。
因此本题的正确选项是B。
例3、如图3，闭合开关时，L1发光而L2不亮，则原因可能是：
A、L2开路
B、L2开路
C、RL1比RL2大得多
D、RL1比RL2小得多
闭合开关时，L1发光，表明电路中有电流，从上面的分析可以判断这是电路中的部分电路短路故障，L1发光而L2不亮，可以很快得出是L2短路；
那么L2就相当于一根导线，它的电阻极小，而从电路中不能看出L2被短接，因而故障应是RL2比RL1小得多。
因此本题的正确选项是C。
当然，也可以通过串联电路中电流相等的特点和电功率知识来解释，不再赘述。
例4、如图4，闭合开关时，电流表A与A1的示数相同，则原因可能是（
D、L2开路
并联电路由于存在两条支路，因此必须分析各条支路是否有电流。
本题中，电流表A与A1的示数相同，即I=I1，说明干路和L1所在支路是通路，从并联电路的电流特点分析：
I=I1+I2，因此I2=0，即电流表A2示数为0，L2支路没有电流，此支路开路。
则正确选项是D。
例5、如图4，闭合开关瞬间，电流表A与A1同时打表，A2指针不动。
A、L1短路
D、L2开路
电流表A与A1都打表，很明显是短路故障，同时A2指针不动，说明短路的不是L2支路，因此正确选项是A。
例6、如图6，闭合开关时，灯泡都不亮，电压表示数接近电源电压，则原因可能是（
A、ab间开路
B、bc间开路
C、cd间开路
D、ad间开路
L1、L2都不亮，可以判断出电路故障属于开路。
由于电压表示数接近电源电压，说明L2阻值很大（或者电压表串联在电路中），远大于L、L3的电阻，所以开路故障应该是出现在L2所在的部分电路，因此正确选项应是B。
例7、如图8，闭合开关时，发现电流表的指针没有偏转；
某同学用一根导线将ac两点连接起来，闭合开关瞬间，电流表指针迅速偏转到最大；
当他用这根导线将bd两点连接起来时，发现灯L1发光。
则下列关于该电路存在的问题分析错误的是
A、L1完好
B、L2开路
C、L3短路
D、L2情况无法判断
闭合开关后，电流表指针没偏转，首先可确定此电路中有开路故障。
用一根导线将ac两点连接起来，闭合开关瞬间，电流表指针迅速偏转到最大，说明开路故障没有出现在L3所在部分电路，同时说明L3被短路了；
再用导线将bd两点连接起来时，L1发光，说明故障也不是L1所在部分电路，那么只有L2开路的可能了。
综合上述分析，错误的选项应该是D。
升级会员 