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1、电路故障分析(一)先根据题给条件确定故障是断路还是短路:两灯串联时,如果只有一个灯不亮,则此灯一定 是短路了,如果两灯都不亮,则电路一定是断路了;两灯并联,如果只有一灯不亮,则一定 是这条支路断路,如果两灯都不亮,则一定是干路断路。在并联电路中,故障不能是短路, 因为如果短路,则电源会烧坏。如果电压表有示数,说明电压表的两个接线柱与电源两极间连接良好,并且电压表没被短路。 如果电流表有示数,说明电流表所在电路是通路,电路故障很可能是某处短路。一、开路的判断1、如果电路中用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流,则电路开路。2、具体到那一部分开路,有两种判断方式:把电压表分别和各处并联,则有示
2、数且比较大(常表述为等于电源电压) 则电压表两接线柱之间的电路开路(电源除外);把电流表分别与各部分并联,如其他部分能正常工作,电流表有电流,则当时与电流表并联的部分断开 了。(适用于多用电器串联电路)二、短路的判断1、串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作,其他部分用电器能正常工作,则不能正常工作的 部分短路。2、把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零表示导线正常,如某一用电器两端的电压为零,则此 用电器短路。根据近几年中考物理中出现的电路故障,总结几条解决这类问题的常用的主要判断方法: “症状”1:用电器不工作。诊断:(1)若题中电路是串联电路,看其它用电器能否工作,如果所有
3、用电器均不能工作,说明可能某处 发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器被短路了。(2)若题中电路是并联电路,如果所有用电器均不工作,说明干路发生了断路;如果其它用电器仍在工 作,说明该用电器所在的支路断路。“症状”2:电压表示数为零。诊断:(1)电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路;(2)电压表的两接线柱间被短路。“症状”3:电流表示数为零。诊断:(1)电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。(2)电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中)。 ( 3)电流表被短路。“症状”4:电流表被烧坏。 诊断:(1)电流表所在的电路与电源两极
4、间直接构成了回路,即发生了短路。(2)电流表选用的量程不当。三、归纳:串联电路中,断路部位的电压等于电源电压,其它完好部位两端电压为0V.串联电路中,短路部位的电压等于0V,其它完好部位两端有电压,且电压之和等于电源电压。 不管“短路、断路”成因是多么复杂,其实质却很简单,我们可以认为“短路”的用电器实质就是电阻很小, 相当于一根导线, “断路”的用电器实质就是电流无法通过相当于断开的电键。在分析中用导线代替“短路”的用电器,用断开的电键代替“断路”的用电器,往往会收到意想不到的效果。形成故障的原因很多,比如“短路”有可能是用电器两个接线柱碰线造成,也可能是电流过大导致某些用电 器内部击穿,电
5、阻为零;“断路”有可能是导线与用电器接触不良造成,也可能是电流过大将用电器某些部 分烧断造成。电路故障分析(二)一、断路的判断1断路的主要变现。断路最显著的特征是电路(并联的干路)中无电流(电流表无读数), 且所有用电器不工作(常是灯不亮),电压表读数接近电源电压。如果发现这种情况,则电路的 故障是发生了断路。2判断的具体方式。采用小灯泡法、电压表法、电流表法、导线法等与电路的一部分并联。 原理是在并联的部分断路时,用小灯泡法、电压表法、电流表法、导线法等与电路的一部分并联 再造一条电流的路径,若这条路径搭在哪里使电路恢复通路,则与之并联的部分就存在断路。(1)电压表检测法。把电压表分别和逐段
6、两接线柱之间的部分并联,若有示数且比较大(常 表述为等于电源电压),则和电压表并联的部分断路(电源除外)。电压表有较大读数,说明电 压表的正负接线柱已经和相连的通向电源的部分与电源形成了通路,断路的部分只能是和电压表 并联的部分。(2)电流表检测法。把电流表分别与逐段两接线柱之间的部分并联,如果电流表有读数,其它 部分开始工作,则此时与电流表并联的部分断路。注意,电流表要用试触法选择合适的量程,以 免烧坏电流表。(3)导线检测法。将导线分别与逐段两接线柱之间的部分并联,如其它部分能开始工作, 则此时与电流表并联的部分断路。(4)小灯泡检测法。将小灯泡分别与逐段两接线柱之间的部分并联,如果小灯泡
7、发光或其 它部分能开始工作,则此时与小灯泡并联的部分断路。例1在下图所示电路中,电源电压不变。闭合开关K,电路正常工作。一段时间后,发现其 中一个电压表示数变小,则 ()D RB灯L亮度可能不变电阻 R 可能断路电阻 R 可能短路分析:本题中电阻和灯泡串联,电压表V测总电压,读数和电源电压相等且保持不变,所以 是电压表V?读数变小。V测的是电阻R两端电压,根据分压关系,它两端电压变小,L可视为定 值电阻,V?2的读数只能变为零,则电灯L两端电压必变大,而变大的原因只能是R发生短路,或 L发生断路。对照题中选项,可判断出A、D正确。二、短路的判断并联电路中,各用电器是并联的,如果一个用电器短路或
8、电源发生短路,则整个电路就短路 了,后果是引起火灾、损坏电源,因而是绝对禁止的。串联短路也可能发生整个电路的短路,那就是将导线直接接在了电源两端,其后果同样是引 起火灾、损坏电源,因而是绝对禁止的。较常见的是其中一个用电器发生局部短路。一个用电器两端电压突然变大,或两个电灯中突 然一个熄灭,另一个同时变亮,或电路中的电流变大等。这些情况是经常考查的主要方式。1短路的具体表现:(1)整个电路短路。电路中电表没有读数,用电器不工作,电源发热,导线有糊味等。(2)串联电路的局部短路。某用电器(发生短路)两端无电压,电路中有电流(电流表有读 数)且较原来变大,另一用电器两端电压变大,一盏电灯更亮等。2
9、判断方法:短路情况下,是“导线”成了和用电器并联的电流的捷径,电流表、导线并联 到电路中的检测方法已不能使用,因为,它们的电阻都很小,并联在短路部分对电路无影响。并 联到其它部分则可引起更多部位的短路,甚至引起整个电路的短路,烧坏电流表或电源。所以, 只能用电压表检测法或小灯泡检测法。(1)电压表检测法。把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零表示导线正常,如某 一用电器两端的电压为零,则此用电器短路。(2)小灯泡检测法。把小灯泡分别和各部分并联,接到导线部分时小灯泡不亮(被短路)表 示导线正常。如接在某一用电器两端小灯泡不亮,则此用电器短路。例2在下图中,当开关K闭合后,两只小灯泡发光,
10、电压表示数为4V。过了两分钟,电压 表示数突然变为 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,其原因有三:一是电压表没有接好或电压表损坏;二是小灯泡l2短 路;三是小灯泡L1断路。因为原来电压表有示数,可排除原因一的情况。那么还有两种情况都是 可能的。答案:小灯泡L2短路;小灯泡L1断路。【练一练】1.在下图所示的电路中,电源电压等于6V,合上开关后电压表示数为6V。经分析得出,电路中可能发生的情况是:路中可能发生的情况是:2.在如图14所示的电路中,电源电压不变。闭合开关K后,灯L、L2都发光。一段时间后, 其中一灯突然熄灭,而电流表、
11、电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因可能是( )灯L短路B.灯L2短路C.灯L断路D.灯L2断路在图16所示的电路中,电源电压不变。闭合开关K后,灯LL2都发光,一段时间后, 其中的一盏灯突然变亮,而电压表V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 ()灯L断路。B.灯L短路。C.灯L断路。D.灯L短路。小明按如图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,-和V2的指针位置完全一样,如图乙 所示,造成这一现象的原因是()H50150團乙H50150團乙可能L开路可能L短路2可能V和V所选量程不相同,L短路1 2 1可能V1和V2所选量程不相同,电路各处完好下图是小文同学研究串联
12、电路中电流、电压特点的实物连接图,当开关闭合时,灯L1亮, 灯l2不亮,电流表和电压表均有读数.则故障原因可能是()1A.L 断路B.L 短路C.L 断路D.L 短路22下图所示的电路中,电源电压为6V,当开关S闭合后,只有一只灯泡发光,且电压表V的示数为6V,产生这一现象的原因可能是()A.灯L处短路B.灯L处短路C.灯L处断路D.灯L2处断路下图所示,当开关S闭合时,发现电流表指针偏转,电压表指针不动。该电路的故障可能 是( )灯 L 的接线短路灯.的接线短路灯 L 的灯丝断了灯 L 的灯丝断了参考答案:1.电阻R处断路或电灯L发生局部短路。2. C 3. B4. D 5. D 6. B7
13、. B电路故障分析(三)吕忠和初中物理阶段电学内容知识点多,习题类型广泛,联系实际的中考新题不断刷新。但就其试题本质来看,主要是对电学基本现象、基本规律以及运用这些规律解决具体问题进行考查。因此研究这些试题的特点和总结各类试题的解答思路和方法,有利于引导学生进一步认 识电学基本现象和规律,加深电学基本规律的理解和巩固,增强解决 电学问题的信心,提高中考答题的技巧和能力。下面仅就在具体物理情境中总结和指导学生运用物理知识与结论解决问题的思路和方法,谈谈对解决四类电学习题的思考和体会与同行们商榷。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
14、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
15、: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,用自區2(甲)图2(乙己习惯的方法(箭头、粗细线、彩线) 描绘各处的电流走向,标在电路图上, 如图區2(甲)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L,所以电流表测量的是通过灯L的电流。112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,电流表所在位臵用导线替代。如果需要进 一步对电路进行分
16、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V的示数为13V,V的示数为5V,电源电压28V (填“大于”、“小于”或“等于”)分析: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V 测量的是R 和R两端的电压U +U,电压表V113132测量的是R和R两端的电压U +U,两个电压表的示数之和大于12 12电源电压。2图(乙)图(甲3直线法 直线法是一种普遍适2图(乙)图(甲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
17、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?分析: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
18、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 时间比直线法来得更直接、更简洁。直线法有着相辅相成的关系。大多数直线法有着相辅相成的关系。大多数例4:图5(甲)所示电路中,三个电阻是联的;电流表A 1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
19、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12 + 13;原电流表A2的位置通过的是R1和R2的电流11+ 12。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 动态电路分析题和电路故障分析题对学生有较高的能力要求,是 初中学生物理学习过程中的难点。进行电路故障分析,要以电路动态 分析能力作为基础,而电路故障分析又是电路动态分析的载体。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
20、。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。分析:P左移fR减小fR减小f I增大表变大。2总R不变f IR增大f U增大f表变大。1 1 1判断V表的变化还可以根据串联电路的电压特点来分析:R减小f U减小f U增大fV表变大。221例2如图2,当滑片P向左移动时,表和表将如何变化。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图2开关或干脆拿掉。
21、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Q表示数不变。即:P左移f R +R不变f12不变在本电路中,电压表是测量 R 和 R 部分电阻之和的总电压,当12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:V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D) 电压表示数B) 电流表示数P D) 电压表示数B) 电流表示数(A)电流表示数变大,灯变暗。变小,灯变亮。(C) 电压表示数不变,灯变亮不变,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
22、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 R 大小不变(注意:在初中阶段,小L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=U IL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,A1表、A2表和表将如何 变化?分析:测电源两端电压,A1测R支路电流,检测干路电流。并1联电路各支路两端电压相等,等于电源电压,故电压
23、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R这条支路没有影响,所以电流表示数不变。滑片P右移, 1R 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2A2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 , 电压表的示数将大”、“变小”或“不变”)。分析:在开关尚未闭合前 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 R 被局部短路,电路中的电阻只有 R 了,因此电流表的示数将21变大。在开关尚未闭合前,两个
24、电阻组成串联电路。电压表测量 R 两1端的电压,开关S闭合后,电阻R被局部短路,只有R接入电路,21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 L 和灯泡 L 是12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”)。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。电流表串联在小灯L的支路中,所以开关闭合时,电灯 L 接入电路,电流表的示数从0 变到有
25、读数,应1该选填“增大”。电压表并联在 L 两端,也即测量电源电压,而且不2 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 :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 L 短2路;3.小灯 L 断路。起先,电压表有示数,说1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L短路;小灯L断路。2
26、1例8在如图8所示电路中,电源电压不变。闭合开关K后,灯 L 、L 都发光。一段时间后,其中一灯突然熄灭,而电流表、电压12 表的示数都不变,产生这一现象的原因可能是(A)灯L短路。灯L短路。12(C)灯L断路。(D)灯L断路。12 分析:这是一个并联电路。可以采用排除法。小灯 L 短路,会2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L断路,会导致电流表示数变0;小灯L短路,也会导致两灯都不亮;21一灯熄灭而电表示数都不变,只有小灯L发生断路时才有此可能。本1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L、L都发光,一段时间12后,其中的一
27、盏灯突然变亮,而电压表 V 的示l数变小,电压表 V 的示数变大,则产生这一现象的原因是(A)灯L(A)灯L断路。1B) 灯 L 短路。l(C)灯L断路。(D)灯L短路。22分析:应用“去表法”可以判断此电路是L、L组成的串联电路。12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 V 的示数变大,是小灯变2亮的原因,且它测小灯 L 两端电压,所以一定是小灯 L 突然变亮;22电压表V的示数变小说明小灯L发生了短路。本题正确答案为B。l1三、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
28、: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R1R2);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,指电路的某一位臵断开,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。因此,综合起来,初中阶段的电路故障一般可以概括为短路和短 路两种原因所引起的。分析和判断的一般思路就是首先判断故障原因 是短路或断路引起的,然后再判断是哪部分电路出现的短路或断路故 障。分析的基本方法依然是根据电流的流向方法
29、。从电路中是否有电流入手分析电路故障不失为一条捷径。若电路 (或某一支路)中无电流,则电路是开路;若电路中有电流,则是通 路,但既存在故障,则电路中就有部分电路短路(亦称短接);而整 个电路被短路时电路中的电流极大,将出现电流表打表现象,同时整 体电路短路故障一般只出现在并联电路中,串联电路一般不出现整体 短路故障的分析。下面以几个常见的电路为例,具体分析电路故障: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 、 L 短路 B、 L 短路 C 、 L 开路 D 、 L1212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
30、的分析可以得出这是开路故障。那么是L还是L12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L两端1电压,若是L开路,则电压表应与L串联接在电源两端,它应该有12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D、L2A 、L 短路B 、L 短路C 、L D、L21 2 1开路分析: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 L 还是 L 短路呢?可以通过电压表的示数来进行分析。可1
31、2以假设一下,若是L短路,那么L就相当于一根导线,它的两端电11压就为0,这与题目条件不相符,这样就可以确定是L被部分短路。2 因此本题的正确选项是 B。例 3、如图 3,闭合开关时, L 发光而 L 不亮,12 则原因可能是:A 、 L 开路B 、 L 开路22C 、 R 比 R 大得多D 、 R 比 R 小得多L1L2L1L2分析: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, L发光而L不亮,可以很快得出是L短路;1 2 2那么 L 就相当于一根导线,它的电阻极小2而从电路中不能看出 L 被短接,因而故障应是 R 比 R 小得多。因此2 L2
32、L1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 A 的示数相同,则原因可1能是( )A、L 短路 B、L 短路 C 、L 开路 D、 L 开路1 2 1 2分析: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 A 的示数相同,即 I=I ,说明干路和11L所在支路是通路,从并联电路的电流特点分析:1=1 +I ,因此I =0,1 1 2 2即电流表A示数为0,L支路没有电流,此支路开路。则正确选项是22D。例5、如图4,闭合开关瞬间,电流表A与A同时打表,A指针不12
33、动。则原因可能是( )A 、 L 短路 B、 L 短路 C、 L 开路 D、 L 开路1 2 1 2分析:电流表 A 与 A 都打表,很明显是短路故障,同时 A 指针不12动,说明短路的不是L支路,因此正确选项是A。2上dL1 12團 E例 上dL1 12團 E压,则原因可能是( )A、ab间开路B、be间开路C、ed间开路D、ad间开路分析: L 、 L 都不亮,可以判断出电路故障属于开路。12由于电压表示数接近电源电压,说明 L 阻值很大(或者电压表串联2在电路中),远大于L、L的电阻,所以开路故障应该是出现在L所32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
34、指iH针没有偏转;某同学用一根导线将ac两点连接起 q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L 发光。则下列关于该电路存在的问题分析错误的是1A、 L 完好 B、 L 开路 C、 L 短路 D、 L 情况无法判断1 2 3 2分析: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 L 所在部分电路,同时3说明 L 被短路了;再用导线将 bd 两点连接起来时, L 发光,说明故31障也不是 L 所在部分电路,那么只有 L 开路的可能了。综
35、合上述分12析,错误的选项应该是D。在解决电路故障问题时,最好能结合实验让学生直观观察、分析、归纳,并利用复习电路实验时在实验中创设实际情景让学生切身体 验、尝试自行解决,这样更有利于学生的理解和掌握,并成为学生的 一种经验,便于学生学以致用,以用促学,学用相长。四、动态电路电功率问题的分析与计算电功、电功率问题的分析和计算是目前中考的热点之一,也是学生答题的难点之一。这种题型把欧姆定律、串并联电路的规律及初中 阶段电学仪器的应用和电功、电功率知识融合在一起,通过对这部分 问题的训练和考查,有利于提高学生的物理思想、逻辑分析能力、表 达能力及应用数学知识分析解决物理问题的能力。常见电功、电功率
36、类试题一般分为三类:第一类就是直接运用 电功和电功率公式进行计算,譬如给你一个电能表在某段时间内消耗 的电能(电功)计算电功率,或者根据用电器的铭牌信息计算该用电 器在某段时间内消耗的电能;第二类是根据动态电路的电阻变化分析 计算某用电器实际功率的变化,譬如小灯泡亮度的变化;第三类就是 对动态电路进行计算。解决电功率问题的一般思路:根据电路的连接状况分析电路的工 作状态,根据各部分电路的已知条件分析寻找求解未知量所需的隐含 条件,再依据欧姆定律、电功率的公式(包括变形式)列出代数式(方 程、方程组)解答。解决电功率问题的一般方法:(1)弄清引起电路状态发生变化的原因是开关的通断,还是滑 动变阻
37、器滑动引起变化。(2)弄清电路各状态的连接方式和接入此电路的用电器,必要 时画等效电路图。(3)弄清电压表、电流表测的是哪部分电路的电压和电流。(4)抓住电路中的不变量(如电源电压不变、电阻不变)或利 用串并联规律列式求解。解决电功率问题的关键:首先是分析清楚电路的状态,即需求解的部分电路中用电器个数及连接方式,其次是与该部分电路中用电器相关的已知条件包括隐含条件,第三是此电路中的不变量(如电源电压不变、电阻不受温度影响)等。解决电功率问题思路的口诀:审题识电路,拆图标已知,建立关系式,给三能求九。就是说,审题的过程要将电压表去掉,将电流表 当导线处理,看清属于哪一类电路,一般难题分成简单电路
38、(单个用电器)电路、.串联电路和并联电路三类;在识别电路的同时,观察电路变化了几次,就有几种工作状态(一般考题中电路变化是利用开关的通断 和滑动变阻器滑片的移动引起电路的变化),拆图标已知的含义是电 路变化几次,就画几个等效电路草图,在图上标出已知条件,根据串、并联电路的特点建立关系式,也就是方程(组)。通常从等效电路图 上已知条件密集处就是解题的切入点,一般情况下只要给出三个物理 量就能求出九个物理量。这就是给三能求九。在完成上述的步骤之后, 一般的电功率题就比较容易了。例1:如图1所示电路,灯L上标有“12V 9W”字样,当开关S和S都闭合,变阻器的滑片P移到a端时,灯恰好正常发光,电流表
39、示1数是1.25A,求:(1)变阻器的最大阻值是多少?(2)当开关 S 闭合, S 断开,变阻器的滑片 P 移到 b 端时,灯消1耗的功率是多少?分析思路:(1)求滑动变阻器电阻值需知道变阻器此时两端电压和通过它的电流;当开关S、S都闭合时,P在a端,灯泡L与变1阻器 R 并联,电流表测干路电流;因为灯正常发光,找出隐含条件: 1灯、变阻器和电源两端电压都是12V;因为灯正常工作,可根据铭牌 计算出通过灯的电流,再根据并联电路特点求出通过变阻器的电流。根据欧姆定律推导式计算变阻器的阻值。(2)要求灯消耗的实际功率,需要知道此时灯两端的实际电压 和通过的电流(或灯泡的电阻根据P=I2R计算);当
40、开关S闭合, S断开,变阻器的滑片P移到b端时,变阻器与灯L串联接入电路,1且变阻器全部接入电路,电流表测串联电路电流;根据灯的铭牌可 求得灯丝电阻R,因为电源电压为12V (已求得),可以计算此时电L路中的电流I,再根据欧姆定律推导式求出此时灯两端电压为U;L灯消耗的功率就为 P=U IL解:(1)当开关s、S都闭合时,P在a端,灯泡L与变阻器r并联,1 2 1灯正常发光P9W=0.75 A矿=0.75 AU12V额通过R通过R的电流:I = _11L=1.25 A - 0.75 A = 0.5 A因为灯 L 与变阻器 R 直接并联到 电源两端,所以1U = U = U = 12VRL源变阻器最大值:r = J =型=24。1 I 0.5 A1(2)当开关S闭合,S断开,滑片P滑到R的b端时,灯L与R串联。1灯的电阻:11U12VR _源160L I0.75A额串联后总电阻:R = R + R = 160 + 240 = 400L1电路中的实际电流:/ =冬源=12V = 03A,灯两端电压U =IRR 400L=0.3AX 16Q = 4.8V灯 的 实 际 功 率 :灯 的 实 际 功 率 :P = UI = 4.8V x 0.3 A
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