初中应用物理竞赛专题-电路分析

1、竞赛要求1.1.分析判断电路的连接情况及串、并联电路分析判断电路的连接情况及串、并联电路的特点。的特点。2.2.掌握分析电路连接方法。掌握分析电路连接方法。3.3.了解通路、断路、短路的危害。了解通路、断路、短路的危害。4.4.知道日常生活中造成短路和断路的原因及知道日常生活中造成短路和断路的原因及其故障分析。其故障分析。5.“5.“黑匣子问题的电路分析及电路设计。黑匣子问题的电路分析及电路设计。竞赛诠释1.把电路器件首尾顺次连接起来的电路叫串联电路,把电路器件并列连接起来的电路叫并联电路;即有串联连接又有并联连接的电路叫混联电路。2.分析电路的连接方法：电流分析法、断路分析法、合点分析法和利

2、用电路的重复性、对称性等方法。3.串联连接的用电器工作时互相影响，并联的用电器工作时互不影响，串联电路中电流只有一条路径、没有分支，并联电路中电流有分支。4.通路是指处处连通的电路，断路是指某处或几处断开的电路，短路是指电路电流不经过所有用电器或局部用电器的电路。短路时，电流过大，容易烧坏电能表、熔丝、导线和电源。5.5.日常生活中造成电路短路的原因：日常生活中造成电路短路的原因：连接用电器的两根导线直接相连连接用电器的两根导线直接相连用电器内部接线相碰用电器内部接线相碰误将电流表与用电器并联误将电流表与用电器并联造成电路开路原因有：造成电路开路原因有：导线在接线柱处接触不良导线在接线柱处接触

3、不良用电器内部电路烧断用电器内部电路烧断误将电压表串联在电路中误将电压表串联在电路中6.6.常见的串联电路有：开关与它所控制电路应串联，滑动变阻器与常见的串联电路有：开关与它所控制电路应串联，滑动变阻器与它所控制的电路应串联，电流表与它所测电路应串联；常见并联它所控制的电路应串联，电流表与它所测电路应串联；常见并联电路有：家用电器间应并联，家用电器与插座间应并联，电压表电路有：家用电器间应并联，家用电器与插座间应并联，电压表与所测电路应并联。与所测电路应并联。竞赛诠释 赛题赛题1 1 以下图中四个灯泡的连接方式是以下图中四个灯泡的连接方式是 赛题点拔A四灯串联。B四灯并联。CL2、L3、L4并

4、联，再与L1串联。DL1、L2、L3并联，再与L4串联。分析：在电路中，同一条导线(不管其长短，只要其电阻可忽略不计)的两端可认为是同一点(相当于把这条导线缩短到两端合为一点一样，因为这条导线的电阻不计，那么其长短对电路中电流的大小并无影响)，由此我们把图中同一条导线的两端用同一个字母表示如左图L1L2L3L4AABBC在图中，灯L1、L2、L3的两端都分别与A、B两点相连，故图又可等效地画成为右以下图L3L1L2L4ABCD赛题点拔 赛题赛题22在以下图所示的电路中在以下图所示的电路中: :当开关当开关S S1 1、S S4 4断开，断开，S S2 2、S S3 3闭合时，能工作的用电器是闭

5、合时，能工作的用电器是如果同时闭合如果同时闭合 或或 ，会使用电器发生短路。，会使用电器发生短路。要使电灯和电铃并联，应同时闭合要使电灯和电铃并联，应同时闭合 ，断开，断开 。要使电灯和电铃串联，应同时闭合要使电灯和电铃串联，应同时闭合 ，断开，断开 。 当开关当开关S S1 1、S3S3断开，断开，S S2 2、S S4 4闭合时，能工作的用电器是闭合时，能工作的用电器是 S1S2S3S4S1S2S4S3S1S2S4S3电灯电铃S1 、S2S3、 S4S1 、S4S2 、S3S2S1、S3、 S4 赛题赛题33如以下图所示是某电路的一局部，流过灯泡的电流如以下图所示是某电路的一局部，流过灯泡

6、的电流2A2A，流过流过R1R1的电流是的电流是1A1A，方向如图中箭头方向所示，那么流过变，方向如图中箭头方向所示，那么流过变阻器阻器R2R2的电流多大？方向如何？的电流多大？方向如何？赛题点拔R1R2ab分析：抓住在任一时刻，流入任一节点 电流的总和恒等于流出该节点电 流的总和。II1I2I+I2=I1 2A+I2=1AI2=-1AI=I1+I2 2A=1A+I2 I2=1A电流方向由a流向b赛题赛题4一只黑盒子里有两只灯泡，用导线一只黑盒子里有两只灯泡，用导线 将它们接好，如以下将它们接好，如以下图所示，图所示，A、B、C是三根引出的接线柱，当开关是三根引出的接线柱，当开关S接在接在A点

7、时，点时，只有一盏灯亮；当开关接在只有一盏灯亮；当开关接在B点时，两灯都亮。试在图中盒点时，两灯都亮。试在图中盒子的方框里画出这两盏灯的连接图。子的方框里画出这两盏灯的连接图。赛题点拔CABS 赛题赛题55有四盏灯有四盏灯( (额定电压为额定电压为1.5V),1.5V),一个电源一个电源( (电压电压3V),3V),一个开关及一个开关及一些导线一些导线, ,请按以下要求分别画出电路图。请按以下要求分别画出电路图。开关闭合开关闭合, ,当当L1L1灯丝烧断时灯丝烧断时,L2,L2、L3L3和和L4L4不受影响；不受影响；开关闭合，当开关闭合，当L2L2灯丝断了，灯丝断了， L1 L1不亮，而不亮

8、，而L3L3、L4L4不受影响。不受影响。赛题点拔分析： L1不亮， L2、L3和L4无影响，说明L1一定和L2、L3和L4组成的电路并联。而L2、L3和L4的连接可以是串联,也可以是混联,但不能是并联,原因是四个灯泡并联电压为3V,会烧坏灯泡。L2灯丝断了，L1不亮，说明L1与L2串联；而L3、L4不受影响，说明L1、L2与L3、L4并联。L3与L4只能串联，不可能并联，原因是并联会导致电压过高而烧坏灯泡。L1L2L3L4L1L2L3L4L1L2L3L4L1L2L3L4L1L2L3L4 赛题赛题66在图所示的电路中，、分别表示电流表或电压表，它们的示在图所示的电路中，、分别表示电流表或电压表

9、，它们的示数以安或伏为单位当电键闭合后，、三表示数分别为数以安或伏为单位当电键闭合后，、三表示数分别为1 1，2 2，3 3时，灯、正好均正常发光灯、的额定功率之比为时，灯、正好均正常发光灯、的额定功率之比为3131，那么可判断，那么可判断、均为电流表、均为电流表、均为电压表、均为电压表为电流表，、为电压表为电流表，、为电压表为电压表，、为电流表为电压表，、为电流表赛题点拔分析分析: :假设三表均为电流表，那么电路短路，两灯均不会正常发光，可见选项假设三表均为电流表，那么电路短路，两灯均不会正常发光，可见选项A A不对不对DBACL1L2S 假设B为电压表，A、C为电流表，那么两灯并联，此时两

10、灯功率之比应为 PL1PL2 =ICIA =31 这与题述比值相符，即选项D是对的 假设B为电流表，A、C为电压表，那么两灯串联，此时两灯功率之比应为 PL1PL2 =UAUC =13 可见选项C不对假设三表均为电压表，那么由于电压表电阻很大，全电路相当于断路，两假设三表均为电压表，那么由于电压表电阻很大，全电路相当于断路，两灯也不会发光，可见选项灯也不会发光，可见选项B B不对不对 赛题赛题77在以下图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片从向在以下图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片从向滑动的过程中，电压表、示数的变化量的值分别为滑动的过程中，电压表、示数的变化量的值分别为、，那么它们的大小相比较

11、应该是，那么它们的大小相比较应该是因为无具体数据，故无法比较因为无具体数据，故无法比较赛题点拔V1V2R1R2R3PRBA分析分析: :在上图电路中，变阻器在上图电路中，变阻器R R的滑片的滑片P P左端局部的电阻被短路，滑片左端局部的电阻被短路，滑片P P右端局部右端局部的电阻与电阻的电阻与电阻R1R1并联形成电流的通路，这局部并联局部再和电阻并联形成电流的通路，这局部并联局部再和电阻R2R2和和R3R3依次串联，依次串联，以以U1U1、U2U2、U3U3分别表示这三局部的电压，以分别表示这三局部的电压，以U0U0表示电源的总电压，那么应有表示电源的总电压，那么应有 U0=U1+U2+U3

12、U0=U1+U2+U3 当滑片当滑片P P由由B B向向A A滑动时，并联局部的电阻减小，全电路的总电阻随之减小，电滑动时，并联局部的电阻减小，全电路的总电阻随之减小，电路中的总电流增大，由于路中的总电流增大，由于R2R2、R3R3不变，那么不变，那么U2U2、 U3 U3随之增大，由于电源总电压不变，随之增大，由于电源总电压不变，那么并联局部的电压那么并联局部的电压U1U1必然减小，且其减少量必然减小，且其减少量U1U1的大小应等于的大小应等于U2U2和和U3U3的增加量的增加量U2U2、U3U3之和可见之和可见U1U1的大小应比的大小应比U2U2的大小大一些的大小大一些B赛题点拔 赛题赛题

13、88在一次实验中需要测量小灯泡两端的电压和流过它的电流在一次实验中需要测量小灯泡两端的电压和流过它的电流, ,聪明而聪明而粗心的小刚连接了以下图所示的电路粗心的小刚连接了以下图所示的电路, ,同组的小林发现有错同组的小林发现有错, ,主张拆了以后主张拆了以后重新连接重新连接, ,可是时间来不及了可是时间来不及了, ,小刚眼珠一转小刚眼珠一转, ,在图示电路中只增加了一根在图示电路中只增加了一根导线导线, ,电路就正常工作了电路就正常工作了, ,问问: :如果闭合图示电路中的开关如果闭合图示电路中的开关, ,电压表的读数约为多少电压表的读数约为多少? ?电流表的读数约为电流表的读数约为多少多少?

14、 ?小灯泡发光情况小灯泡发光情况? ?在图中画出小刚连接的那根导线。在图中画出小刚连接的那根导线。+-开关电源6伏滑动变阻器010欧定值电阻10欧分析分析: :电压表串联在电路中电压表串联在电路中, ,电压表的电压表的示数几乎等于电源的电压示数几乎等于电源的电压, ,而电压表串而电压表串联接在电路中联接在电路中, ,整个电路相当于断路整个电路相当于断路, ,电路中几乎没有电流。电路中几乎没有电流。电压表的读数约为电压表的读数约为6 6伏，电流表的读伏，电流表的读 数约为数约为0 0安，小灯光不发光。安，小灯光不发光。 测试测试 电工师傅要在院子里装一盏灯，灯泡与室内的灯泡一样，并且共用一电工师

15、傅要在院子里装一盏灯，灯泡与室内的灯泡一样，并且共用一个开关，他打算在闭合开关时两灯同时正常发光，断开开关时两灯同时熄个开关，他打算在闭合开关时两灯同时正常发光，断开开关时两灯同时熄灭，他要求一位学徒电工进展操作，学徒电工把连接院子里电灯的两根导灭，他要求一位学徒电工进展操作，学徒电工把连接院子里电灯的两根导线直接接到室内电灯开关的两个接线螺丝上，结果没有到达目的，请在以线直接接到室内电灯开关的两个接线螺丝上，结果没有到达目的，请在以下图甲中画出学徒电工安装的电路图，并说明当开关断开和闭合时两灯是下图甲中画出学徒电工安装的电路图，并说明当开关断开和闭合时两灯是否发光及亮度情况，然后在图乙中画出

16、正确的电路图。否发光及亮度情况，然后在图乙中画出正确的电路图。赛题测试院子灯室内灯220V院子灯室内灯220V甲 学徒电工的电路乙 正确的电路开关断开时，院子开关断开时，院子灯和室内灯都亮，灯和室内灯都亮，但两灯的亮度较暗。但两灯的亮度较暗。开关闭合时，院子开关闭合时，院子灯不亮，室内灯正灯不亮，室内灯正常发光。常发光。 实战实战 从长江北岸到长江南岸的过江电缆中，有四根导线在电缆外壳从长江北岸到长江南岸的过江电缆中，有四根导线在电缆外壳内相互绞合，分不清与第一根导线对应的是哪两个端点，如以下图内相互绞合，分不清与第一根导线对应的是哪两个端点，如以下图所示，请你找出每一根导线对应的两个端点，即

17、把这四根导线区别所示，请你找出每一根导线对应的两个端点，即把这四根导线区别开来所有导线的电阻忽略不计，每根导线的端点已经剥掉一小段开来所有导线的电阻忽略不计，每根导线的端点已经剥掉一小段绝缘皮绝缘皮可以使用的器材有：一个额定电压为可以使用的器材有：一个额定电压为3V3V的小灯泡；能点亮小灯泡的小灯泡；能点亮小灯泡的电源；几根短导线每根长约的电源；几根短导线每根长约1m1m。要求：人只能在南、北两。要求：人只能在南、北两岸之间往返一次，在每一根导线物两端编上同一编号，请写出主要岸之间往返一次，在每一根导线物两端编上同一编号，请写出主要制作步骤。制作步骤。实战演练虚线为电缆壳北岸南岸此处埋入水底主要操作步骤：在南岸任选两根导线将它们用短导线与电源相连，到北岸随机选出两根线接在灯泡的两