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文檔簡介
1、物理電路故障一常見電路的識別方法與技巧在解決電學問題時,我們遇到的第一個問題往往是電路圖中各個用電器(電阻)的連接關系問題。不能確定各個電阻之間的連接關系,就無法確定可以利用的規律,更談不到如何解決問題。因此正確識別電路是解決電學問題的前提。當然首先必須掌握串聯電路和并聯電路這兩種基本的電路連接方式(圖(甲)、(乙),這是簡化、改畫電路圖的最終結果。識別電路的常用方法有電流流向法(電流跟蹤法)、摘表法(去表法)、直線法和節點法。在識別電路的過程中,往往是幾種方法并用。電流流向法電流流向法是指用描繪電流流向的方法來分析電阻連接方式的方法。這是一種識別電路最直觀的方法,也是連接實物電路時必須遵循的
2、基本思路。具體步驟是:從電源正極出發,沿著電流的方向描繪出電流通過電阻的各條路經,一直達到電源的負極。 例:在圖(甲)所示電路中,三盞燈是如何連接的,開關閉合后,電流表測量的是哪部分的電流? 做法:先標出電源的正負極,再沿著從正極到負極的方向,用自己習慣的方法(箭頭、粗細線、彩線),描繪各處的電流走向,標在電路圖上,如圖(乙)。 分析:從圖(乙)中可以看出,點是最初的電流分支點,點是最后的電流會合點。電流共有三條路徑,分別通過三盞燈,所以三盞燈是并聯的。通過電流表的電流只通過燈1,所以電流表測量的是通過燈1的電流。摘表法摘表法的基本思路和步驟:從電路中摘去電壓表和電流表后,電壓表所在支路用斷路
3、替代,電流表所在位置用導線替代。如果需要進一步對電路進行分析討論,原電壓表、電流表所測量的電壓和電流則應在簡化后的電路上標出。典型例題分析:(注:以下分析電壓表和電流表分別用“A表、V表”代替)例1如圖1-1示的電路,開關S閉合后,判斷電路的連接情況及各電表的測量對象。例2如圖2-1所示的電路,分析開關S閉合前后A表和V表的變化情況。例3如圖3-1所示,判斷V表的測量對象。例4如圖4-1所示,滑動變阻器的滑片P向右移動時,各電表示數變化情況。例5在圖5所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K,電路正常工作。一段時間后,發現其中一個電壓表示數變大,則 ( ) A燈L可能變亮 B燈L亮度可能不變 C
4、電阻R可能斷路 D電阻R可能短路例6如圖6-1所示,電源電壓保持不變,閉合開關S,滑片P向右移動,各電表的變化情況怎樣。例:如圖(甲)所示電路中,三個電阻是聯的。電壓表的示數為,的示數為,電源電壓(填“大于”、“小于”或“等于”)。直線法直線法是一種普遍適用的簡化電路的方法,是在上述兩種方法的基礎上,把不規范電路簡化成規范電路的方法。在識別電路、分析電路變化等方面有不可替代的的作用。具體方法步驟是:將電路從電源正負極處斷開,結合電流流向法,拉長和縮短某一段導線,使各組元器件都在一條直線上,一次不成,可逐次分步完成。 例:圖(甲)所示電路中,電源電壓是,開關閉合后電壓表的示數為,問:燈、兩端電壓
5、各為多少? 分析:利用摘表法,可以確定這是兩個燈泡的串聯電路。問題是電壓表測量的電壓是哪個燈兩端的電壓。將電路拉成直線,圖(乙)所示,這個問題就迎刃而解了。節點法節點法是一種將不規范電路快速簡化、改化為規范電路的方法。具體做法是:從電源正極開始,把電阻之間的連接導線縮減成點,相同的點用同一個字母表示。如果一個電路中的點多于兩個,可以將這些點排在一條直線上,再把相應的電阻補充到這些點之間,節點法和直線法有著相輔相成的關系。大多數時間比直線法來得更直接、更簡潔。 例:圖(甲)所示電路中,三個電阻是聯的;電流表測量的是通過電阻的電流。電流表測量的是的電流。分析:將圖(甲)中的電流表摘掉后,電路中三個
6、電阻的連接方式仍然不明顯。從電源正極開始,可以標出三個位置都是點(電源正極),另外兩個位置都是點(電源負極)。如圖(乙)所示。三個電阻都連接在兩點之間,通過三個電阻的電流方向都是從到,所以這是一個并聯電路。再利用電流法,描繪電流走向如圖(丙)所示。可以知道原電流表的位置通過的是和的電流;原電流表的位置通過的是和的電流。本題中兩個電流表的位置跟例(圖甲)中兩個電壓表的位置相同,因為用電流表替代了電壓表,三個電阻的連接方式也隨之發生了變化。二、動態電路分析與判斷動態電路分析題和電路故障分析題對學生有較高的能力要求,是初中學生物理學習過程中的難點。進行電路故障分析,要以電路動態分析能力作為基礎,而電
7、路故障分析又是電路動態分析的載體。分析動態電路的一般思路是:根據引起電路變化的原因(開關通斷、變阻器滑片移動、電路故障),分析判斷電路中電阻的變化,根據歐姆定律分析電路中電流的變化(電流表示數變化),再根據歐姆定律變形式U=IR(或串并聯電路電壓特點)進一步判斷電路中部分電路中電壓的變化(電壓表示數變化)或其它物理量的變化。1、滑動變阻器滑片P的位置的變化引起電路中電學物理量的變化(1)串聯電路中滑動變阻器滑片P的位置的變化引起的變化例1如圖1,是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖,當滑片P向左移動時,請你判斷電流表和電壓表示數的變化。分析: P左移R2減小R總減小I增大表變大。R1不變IR1增大
8、U1增大表變大。判斷表的變化還可以根據串聯電路的電壓特點來分析:R2減小U2減小U1增大表變大。例2如圖2,當滑片P向左移動時,表和表將如何變化。分析:首先要確定電路的類型,此電路屬于串聯電路呢還是并聯電路。我們可以將電流表簡化成導線,將電壓表簡化成斷開的開關或干脆拿掉。此時可以容易地看出,這是一個串聯電路。而且發現滑動變阻器的滑片已經懸空,滑動變阻器變成了定值電阻,電流表測串聯電路的電流,所以表示數不變。即:P左移R1+R2不變不變在本電路中,電壓表是測量R1和R2部分電阻之和的總電壓,當滑片P向左移動時,被跨接在電壓表內的電阻隨著變小,根據串聯電路電壓特點:表示數減小。例3在如圖3所示電路
9、中,當閉合開關后,滑動變阻器的滑動片P向右移動時 (A)電流表示數變大,燈變暗。 (B)電流表示數變小,燈變亮。(C)電壓表示數不變,燈變亮。 (D)電壓表示數不變,燈變暗。分析:將電流表等效為一根導線,可以看到電壓表直接測量電源電壓,因此當滑動變阻器的滑動片P向右移動時,電壓表的示數將不會變化;而電阻R的阻值變大,小燈的電阻RL大小不變(注意:在初中階段,小燈泡的電阻由于溫度的影響引起的變化往往忽略不計),因此總電阻變大,電流變小,所以電流表示數變小。根據串聯電路的電壓特點分析,小燈兩端的電壓也將變小,小燈的功率P=ULI也將變小,所以小燈的發光將變暗。本題正確答案為D。(2)并聯電路中滑動
10、變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化例4如圖4,當滑片P向右移動時,表、表和表將如何變化?分析:測電源兩端電壓,測R1支路電流,測干路電流。并聯電路各支路兩端電壓相等,等于電源電壓,故電壓表V示數不變。由于并聯電路各支路獨立工作,互不干擾,滑動變阻器滑片P向右移動時,對R1這條支路沒有影響,所以電流表示數不變。滑片P右移,R2變大,兩端電壓不變,故電流變小,干路中電流也隨之變小,所以示數也會變小。2、開關的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化(1)串聯電路中開關的斷開或閉合引起的變化例5在如圖5所示的電路中,將開關S閉合,則電流表的示數將_,電壓表的示數將_(均填“變大”、“變小”或“不變”)
11、。分析:在開關尚未閉合前,電流表測量的是串聯電路的電流值,由于此時電阻較大,故電流較小;開關S閉合后,電阻R2被局部短路,電路中的電阻只有R1了,因此電流表的示數將變大。在開關尚未閉合前,兩個電阻組成串聯電路。電壓表測量R1兩端的電壓,開關S閉合后,電阻R2被局部短路,只有R1接入電路,電壓表變成測量電源兩端的電壓了,因此電壓表的示數將變大。還可以根據U=IR來分析開關閉合后電壓表的示數變化。(2)并聯電路中開關的斷開或閉合引起的變化例6 在圖6中,燈泡L1和燈泡L2是_聯連接的。當開關K斷開時,電壓表的示數將_;電流表的示數將_ (選填“增大”、“不變”或“減小”)。分析:本題的難度首先在電
12、路的識別,我們可以將電流表看作導線,將電壓表拿去,就容易看出這個電路是“并”聯電路。電流表串聯在小燈L1的支路中,所以開關閉合時,電燈L1接入電路,電流表的示數從0變到有讀數,應該選填“增大”。電壓表并聯在L2兩端,也即測量電源電壓,而且不受開關控制,所以電壓表示數“不變”。 3、電路的故障引起電路中電學物理量的變化及故障原因分析例7在圖7中,當開關 K閉合后,兩只小燈泡發光,電壓表示數為4伏。過了2分鐘,電壓表示數為0,經檢查除小燈泡外其余器材的連接良好,請分析造成這種情況的原因可能有:_。分析:電壓表示數為0,其原因有三:1.電壓表沒有接好或電壓表損壞;2.小燈L2短路;3.小燈L1斷路。
13、起先,電壓表有示數,說明不存在原因1的情況。那么還有兩種情況都是可能的。答案為:小燈L2短路;小燈L1斷路。例8 在如圖8所示電路中,電源電壓不變。閉合開關K后,燈L1、L2都發光。一段時間后,其中一燈突然熄滅,而電流表、電壓表的示數都不變,產生這一現象的原因可能是(A)燈L1短路。 (B)燈L2短路。 (C)燈L1斷路。 (D)燈L2斷路。分析:這是一個并聯電路。可以采用排除法。小燈L2短路,會導致電壓表示數變小、電流表示數變大,且導致兩燈都不亮;小燈L2斷路,會導致電流表示數變0;小燈L1短路,也會導致兩燈都不亮;一燈熄滅而電表示數都不變,只有小燈L1發生斷路時才有此可能。本題正確答案為C
14、。例9 在圖9所示的電路中,電源電壓不變。閉合開關K后,燈L1、L2都發光,段時間后,其中的一盞燈突然變亮,而電壓表Vl的示數變小,電壓表V2的示數變大,則產生這一現象的原因是 (A)燈L1斷路。 (B)燈Ll短路。(C)燈L2斷路。 (D)燈L2短路。分析:應用“去表法”可以判斷此電路是L1、L2組成的串聯電路。 “段時間后,其中的一盞燈突然變亮”排除了電路出現斷路的情況,那么,故障現象只有發生短路了。電壓表V2的示數變大,是小燈變亮的原因,且它測小燈L2兩端電壓,所以一定是小燈L2突然變亮;電壓表Vl的示數變小說明小燈L1發生了短路。本題正確答案為B。三、簡單電路故障類習題的分析判斷電路故
15、障是指電路連接完成通電時,整個電路或部分電路不能工作。 它產生的原因主要有:元件本身存在問題,如元件內部開路、短路;連接時選用的器材不當(如R1R2);電路導線接觸不良或斷開等。初中物理學習的電路的三種基本狀態是:通路,電路形成回路,電路中有持續電流,電路工作;開路,指電路的某一位置斷開,無法形成回路,電路中沒有電流,電路不工作;短路,指電源的正負極被導線直接相連,電流不經過用電器直接從電源正極流向負極,此時電路中的電流極大,可能燒壞電源。因此,綜合起來,初中階段的電路故障一般可以概括為短路和短路兩種原因所引起的。分析和判斷的一般思路就是首先判斷故障原因是短路或斷路引起的,然后再判斷是哪部分電
16、路出現的短路或斷路故障。分析的基本方法依然是根據電流的流向方法。從電路中是否有電流入手分析電路故障不失為一條捷徑。若電路(或某一支路)中無電流,則電路是開路;若電路中有電流,則是通路,但既存在故障,則電路中就有部分電路短路(亦稱短接);而整個電路被短路時電路中的電流極大,將出現電流表打表現象,同時整體電路短路故障一般只出現在并聯電路中,串聯電路一般不出現整體短路故障的分析。 下面以幾個常見的電路為例,具體分析電路故障: 1、串聯電路中的故障分析:(以電路中兩盞為例子) 閉合開關發現只有一盞燈亮。故障分析:既然有燈亮,說明電路是通路的,那盞不亮的燈可能被短路了。例:如圖當閉合開關時,L1亮,L2
17、不亮。電壓表和電流表均有示數。故障可能原因是( )A. L1短路 B.L2短路 C.L1斷路 D.L2斷路【題目變式1:】如上圖,當閉合開關時,L1不亮,L2亮。電壓表無示數,電流表有示數。故障可能原因是( )A. L1短路 B.L2短路 C.L1斷路 D.L2斷路【題目變式2:】如上圖,當閉合開關時,L1不亮,L2亮。電路中可能存在的故障原因和兩表示數的情況可能是( )A. L1短路,電壓表有示數,電流表無示數B.L1短路 ,電壓表無示數,電流表有示數C.L2短路,兩表都無示數D.L2短路,兩表都有示數開始時兩盞燈都亮,一段時間后發現兩盞都不亮。故障分析:既然所有燈都不亮了,說明電路中存在斷
18、路現象。即此時電路是開路的。常用判斷方法:用電壓表依次測試某段兩端,有讀數或者無讀數,以此判斷故障的原因。電壓表有讀數:說明有電流通過電壓表,此時連接電壓表的電路應該是通路的。電壓表無讀數:說明沒有電流通過電壓表,此時連接電壓表的電路是開路的。例:如圖6所示的電路,開關S閉合時,發現L1、L2都不亮,用電壓表逐段測量,結果是Uad=6v, Uab=0, Ubc=0, Ucd=6V, 該電路的故障可能是( )A、開關S接觸不良; B、燈L1斷路; C、燈L2短路; D、燈L2的燈絲斷了總結:1. 串聯電路中如果有一盞燈亮,另外一盞燈不亮。說明這個電路可能發生了短路現象,誰不亮誰短路。2. 串聯電
19、路中如果所有燈都不亮,說明電路可能中發生了開路現象。2/并聯電路中的故障分析:(以電路中兩盞為例子)閉合開關發現只有一盞燈亮。故障分析:既然有一燈亮,說明這一燈亮的電路是通路的,那盞不亮的燈一定是開路。(因為如果短路,會燒壞電源所有燈都不亮了)例:如圖所示電路中,電源電壓不變,閉合開關S后,L1,L2都發光,一段時間后,其中一燈突然熄滅,而電流表電壓表的示數都不變,產生這現象的原因是:( )A、燈L1知路; B、燈L2短路; C、燈L1開路; D、燈L2開路。【題目變式】如圖所示電路中,電源電壓保持不變,當開關S閉合后,電路正常工作。一段時間后,其中一盞燈突然熄滅,兩只電表中一只電表示數變小,
20、另一只電表示數不變。出現這種現象的可能原因是:( )AL1開路 BL2開路 CL1短路 DL2短路并聯兩燈都不亮的情況比較復雜在這里就不做詳細的研究了。總結:并聯一燈亮一燈不亮,是開路(因為如果短路,會燒壞電源所有燈都不亮了)例1、如圖1,閉合開關時,兩燈都不亮,電壓表示數為0。則原因可能是( ) A、L1短路 B、L2短路 C、L1開路 D、L2開路 分析:閉合開關時,兩燈都不亮(或電流表無示數),表明電路中無電流,從上面的分析可以得出這是開路故障。那么是L1還是L2開路呢?可以通過電壓表的示數來進行分析,因為電壓表測量L1兩端電壓,若是L1開路,則電壓表應與L2串聯接在電源兩端,它應該有示
21、數且接近電源電壓,而此時電壓表示數為0,說明電壓表沒有連接到電源兩端。因此本題的正確選項是D。 例2、如圖2,閉合開關時,電流表有示數,電壓表示數接近電源電壓,則原因可能是 A、L1短路 B、L2短路 C、L1開路 D、L2開路分析:閉合開關時,電流表有示數(或指針偏轉),表明電路中有電流,從上面的分析可以判斷這是電路中的部分電路短路故障。 那么是L1還是L2短路呢?可以通過電壓表的示數來進行分析。可以假設一下,若是L1短路,那么L1就相當于一根導線,它的兩端電壓就為0,這與題目條件不相符,這樣就可以確定是L2被部分短路。因此本題的正確選項是B。 例3、如圖3,閉合開關時,L1發光而L2不亮,
22、則原因可能是: A、L2開路 B、L2開路 C、RL1比RL2大得多 D、RL1比RL2小得多分析:閉合開關時,L1發光,表明電路中有電流,從上面的分析可以判斷這是電路中的部分電路短路故障,L1發光而L2不亮,可以很快得出是L2短路;那么L2就相當于一根導線,它的電阻極小,而從電路中不能看出L2被短接,因而故障應是RL2比RL1小得多。因此本題的正確選項是C。當然,也可以通過串聯電路中電流相等的特點和電功率知識來解釋,不再贅述。 例4、如圖4,閉合開關時,電流表A與A1的示數相同,則原因可能是( ) A、L1短路 B、L2短路 C、L1開路 D、L2開路 分析:并聯電路由于存在兩條支路,因此必
23、須分析各條支路是否有電流。本題中,電流表A與A1的示數相同,即I=I1,說明干路和L1所在支路是通路,從并聯電路的電流特點分析:I=I1+I2 ,因此I 2=0,即電流表A2示數為0,L2支路沒有電流,此支路開路。則正確選項是D。 例5、如圖4,閉合開關瞬間,電流表A與A1同時打表,A2指針不動。則原因可能是( ) A 、L1短路 B、L2短路 C、L1開路 D、L2開路 分析:電流表A與A1都打表,很明顯是短路故障,同時A2指針不動,說明短路的不是L2支路,因此正確選項是A。 例6、如圖6,閉合開關時,燈泡都不亮,電壓表示數接近電源電壓,則原因可能是( ) A、ab間開路 B、bc間開路 C
24、、cd間開路 D、ad間開路 分析:L1、L2都不亮,可以判斷出電路故障屬于開路。由于電壓表示數接近電源電壓,說明L2阻值很大(或者電壓表串聯在電路中),遠大于L、L3的電阻,所以開路故障應該是出現在L2所在的部分電路,因此正確選項應是B。例7、如圖8,閉合開關時,發現電流表的指針沒有偏轉;某同學用一根導線將ac兩點連接起來,閉合開關瞬間,電流表指針迅速偏轉到最大;當他用這根導線將bd兩點連接起來時,發現燈L1發光。則下列關于該電路存在的問題分析錯誤的是A、L1完好 B、L2開路 C、L3短路 D、L2情況無法判斷分析:閉合開關后,電流表指針沒偏轉,首先可確定此電路中有開路故障。用一根導線將a
25、c兩點連接起來,閉合開關瞬間,電流表指針迅速偏轉到最大,說明開路故障沒有出現在L3所在部分電路,同時說明L3被短路了;再用導線將bd兩點連接起來時,L1發光,說明故障也不是L1所在部分電路,那么只有L2開路的可能了。綜合上述分析,錯誤的選項應該是D。在解決電路故障問題時,最好能結合實驗讓學生直觀觀察、分析、歸納,并利用復習電路實驗時在實驗中創設實際情景讓學生切身體驗、嘗試自行解決,這樣更有利于學生的理解和掌握,并成為學生的一種經驗,便于學生學以致用,以用促學,學用相長。 四、動態電路電功率問題的分析與計算電功、電功率問題的分析和計算是目前中考的熱點之一,也是學生答題的難點之一。這種題型把歐姆定
26、律、串并聯電路的規律及初中階段電學儀器的應用和電功、電功率知識融合在一起,通過對這部分問題的訓練和考查,有利于提高學生的物理思想、邏輯分析能力、表達能力及應用數學知識分析解決物理問題的能力。常見電功、電功率類試題一般分為三類:第一類就是直接運用電功和電功率公式進行計算,譬如給你一個電能表在某段時間內消耗的電能(電功)計算電功率,或者根據用電器的銘牌信息計算該用電器在某段時間內消耗的電能;第二類是根據動態電路的電阻變化分析計算某用電器實際功率的變化,譬如小燈泡亮度的變化;第三類就是對動態電路進行計算。解決電功率問題的一般思路:根據電路的連接狀況分析電路的工作狀態,根據各部分電路的已知條件分析尋找
27、求解未知量所需的隱含條件,再依據歐姆定律、電功率的公式(包括變形式)列出代數式(方程、方程組)解答。解決電功率問題的一般方法:(1)弄清引起電路狀態發生變化的原因是開關的通斷,還是滑動變阻器滑動引起變化。(2)弄清電路各狀態的連接方式和接入此電路的用電器,必要時畫等效電路圖。(3)弄清電壓表、電流表測的是哪部分電路的電壓和電流。(4)抓住電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不變)或利用串并聯規律列式求解。解決電功率問題的關鍵:首先是分析清楚電路的狀態,即需求解的部分電路中用電器個數及連接方式,其次是與該部分電路中用電器相關的已知條件包括隱含條件,第三是此電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不受
28、溫度影響)等。解決電功率問題思路的口訣:審題識電路,拆圖標已知,建立關系式,給三能求九。就是說,審題的過程要將電壓表去掉,將電流表當導線處理,看清屬于哪一類電路,一般難題分成簡單電路(單個用電器)電路、.串聯電路和并聯電路三類;在識別電路的同時,觀察電路變化了幾次,就有幾種工作狀態(一般考題中電路變化是利用開關的通斷和滑動變阻器滑片的移動引起電路的變化),拆圖標已知的含義是電路變化幾次,就畫幾個等效電路草圖,在圖上標出已知條件,根據串、并聯電路的特點建立關系式,也就是方程(組)。通常從等效電路圖上已知條件密集處就是解題的切入點,一般情況下只要給出三個物理量就能求出九個物理量。這就是給三能求九。
29、在完成上述的步驟之后,一般的電功率題就比較容易了。例1:如圖1所示電路,燈L上標有“12V 9W”字樣,當開關S和S1都閉合,變阻器的滑片P移到a端時,燈恰好正常發光,電流表示數是1.25A,求:(1)變阻器的最大阻值是多少? (2)當開關S閉合,S1斷開,變阻器的滑片P移到b端時,燈消耗的功率是多少?分析思路:(1)求滑動變阻器電阻值需知道變阻器此時兩端電壓和通過它的電流;當開關S、S1都閉合時,P在a端,燈泡L與變阻器R1并聯,電流表測干路電流;因為燈正常發光,找出隱含條件:燈、變阻器和電源兩端電壓都是12V;因為燈正常工作,可根據銘牌計算出通過燈的電流,再根據并聯電路特點求出通過變阻器的
30、電流。根據歐姆定律推導式計算變阻器的阻值。(2)要求燈消耗的實際功率,需要知道此時燈兩端的實際電壓和通過的電流(或燈泡的電阻根據P=I2R計算);當開關S閉合,S1斷開,變阻器的滑片P移到b端時,變阻器與燈L串聯接入電路,且變阻器全部接入電路,電流表測串聯電路電流;根據燈的銘牌可求得燈絲電阻RL,因為電源電壓為12V(已求得),可以計算此時電路中的電流I,再根據歐姆定律推導式求出此時燈兩端電壓為UL;燈消耗的功率就為P=ULI解:(1)當開關都閉合時,P在a端,燈泡L與變阻器并聯,燈正常發光 通過的電流: 因為燈L與變阻器直接并聯到電源兩端,所以: 變阻器最大值: (2)當開關S閉合,斷開,滑
31、片P滑到的b端時,燈L與串聯。 燈的電阻: 串聯后總電阻: 電路中的實際電流:,燈兩端電壓U=IRL0.3A164.8V 燈的實際功率: 或例2:在如圖6所示的電路中,電源電壓和燈泡電阻不變,電阻R1=12,燈L標有“6V 12W”的字樣,電流表量程為03A,電壓表量程為015V,滑動變阻器R2上標有“2.5A”字樣。(1)只閉合S1,電流表的示數為0.6A,求電源電壓;(2)當閉合S1、S2和S3,并將滑片P移到b端時,電流表的示數為1.2A,求滑動變阻器R2的最大阻值;(3)只閉合S2時,求電路總功率的最大值。分析思路:(1)只閉合S1時,燈L與R1串聯,電流表測此電路電流,電壓表測R1兩
32、端電壓。求電源電壓即求出此時燈L和R1兩端總電壓,只要知道燈L的電阻和R1電阻值,即可根據U=IR計算它們的總電壓即電源電壓。R1阻值已知,燈絲電阻可由燈的銘牌求出。(2)當閉合S1、S2和S3,并將滑片P移到b端時, 燈L被短路,R1與R2并聯,R2全部接入電路,電流表測干路電流,電壓表測電源電壓。求R2阻值,需知道R2兩端電壓和通過的電流。電源電壓已求得,則變阻器兩端電壓等于電源電壓,R1阻值已知,可求此時通過R1的電流,根據給出的總電流和并聯電路特點,求出通過R2的電流。(3)只閉合S2時,燈L與R2串聯,電流表測此時電路中電流,電壓表測R2兩端電壓。求最大功率,就是要考慮在電流表、電壓
33、表和滑動變阻器安全的前提下,根據電路中的最大電流和最高電壓來計算功率。由于電源電壓為9V,不超過電壓表015V量程,所以電壓表安全,考慮電流值時,要綜合分析燈和變阻器允許通過的電流,從變阻器允許通過的電流是2.5A來看,即電路中的電流不允許超過2.5A,再從燈的銘牌來看,可計算出燈正常工作允許通過的電流是2A。所以此時電路中允許通過的最大電流是2A,電壓是9V,因此電路消耗的最大功率是18W。解:(1)只閉合S1時,燈L與R1串聯, 燈泡的電阻: 電源電壓:(2)當閉合和時,燈L短路,R1與R2并聯,通過R1的電流: 滑動變阻器的最大阻值: (3)只閉合S2時,燈泡L與R2串聯,燈泡L的額定電
34、流:為保護燈泡,電流為保護電流表,電流 為保護滑動變阻器,電流由此可得電路中的最大電流 電壓表量程015V,電源電壓9V,9V15V,電壓表始終是安全的。電路總功率的最大值以上采用分析和舉例的方法,總結了初中物理電學部分四種典型習題的解題思路,目的在于引導教師和學生從解答這類試題的基本方法和步驟入手,總結應用推廣這類習題的善于解題思路和技巧。至于目前中考出現的緊密聯系實際的試題,在分析清楚試題物理事實的基礎上有效運用這些方法也可以解決此類問題。對應演練:1. 在圖7中,燈泡L1和燈泡L2是_ _ _聯連接的。當電鍵K斷開時,電壓表的示數將_;電流表A1的示數將_,電流表A2的示數將_ (選填“
35、增大”、“不變”或“減小”)。2.在如圖8所示的電路中,當電鍵K斷開時,電阻R1與R2是_聯連接的。電鍵K閉合時,電壓表的示數將_(選填“變小”、“不變”或“變大”)。 3. 在如圖9所示的電路中,當電鍵K閉合后,電路中A表、V表及燈泡亮度的變化情況。4. 在如圖所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K后,燈L1、L2都發光。一段時間后,其中一燈突然熄滅,而電流表、電壓表的示數都不變,則產生這一現象的原因可能是( )A燈L1短路 B燈L2短路 C燈L1斷路 D燈L2斷路5. 如圖所示,閉合電鍵K,當滑動變阻器的滑片P向右移動時,電流表的示數將_,電壓表的示數將 (選填“變小”、“不變”或“變大”
36、)。回饋練習:1、如圖所示,當開關S閉合,兩表均有示數,過一會兒發現電壓表示數突然變小,電流表示數突然變大,下列故障判斷可能是( )A、L1短路; B、L2燈短路; C、L1燈絲斷開; D、L2燈絲斷開。2、如圖所示電路中,當開關S1,S2都閉合時,下列判斷正確的是:( )A、只有L1發光; B、只L2發光;C、L1,L2都發光; D、L1,L2都不發光。3、如圖所示三只燈泡的額定電壓均為2。5V,當開關S斷開時,三只燈泡全發光,那么當S閉合時:( )A、L1,L2不亮,L3亮; B、三燈都亮;C、L1不亮,L2,L3亮; D、三燈都不亮。4、如圖所示電路中,電源電壓不變,閉合開關S后,燈泡L
37、1,L2都發光,一段時間后,其中一只燈泡突然熄滅,另一只燈泡仍然發光,而電壓表V1的示數變小,V2的示數變大,則產生這一現象的原因是:( )A、燈L1開路; B、燈L2開路; C、燈L1短路; D、燈L2短路。5、如圖所示電路中,電源電壓不變,閉合開關S后,L1,L2都發光,一段時間后,其中一燈突然熄滅,而電流表電壓表的示數都不變,產生這現象的原因是:( )A、燈L1知路; B、燈L2短路; C、燈L1開路; D、燈L2開路。6、如圖所示的電路中,閉合開關S后發現兩燈均不亮,電流表的指針幾乎不動,而電壓表的指針有明顯的偏轉,則該電路的故障可能是:( )A、L1的燈絲斷了; B、L2的燈絲斷了;
38、C、L1,L2的燈絲都斷了; D、電流表壞了。7、如圖所示,閉合開關,兩只燈泡都不亮,且電流表和電壓表的指針都不動,現將兩燈泡L1和L2的位置對調,再次閉合開關時,發現兩只燈泡仍不亮,電流表指針仍不動,但電壓表的指針卻有了明顯的偏轉;該電路的故障可能是:( )A從A端紅電流表到開關這段電路中出現開路;B燈泡L1的燈絲斷了;C燈泡L2的燈絲斷了; D電流表和兩個燈泡都壞了。8、如圖所示電路中,燈泡L1和L2完全相同,開關S閉合后,電壓表V1和V2的示數都等于電源電壓,兩個燈都不發光,如果故障只有一處,則可能是:( )A、L1短路; B、L1開路;C、L2短路; D、L2開路。9、使用電流表時,若
39、將“+”“”接線柱接反了,產生的后果是:( )A、用電器燒壞; B、電源燒壞;C、指針反轉; D、不影響使用,仍可正常讀數。10、某同學用電流表測串聯電路中的電流時,閉合開關后發現電流表指針來回晃動,燈泡時亮時暗,則可能發生的故障原因是:( )A、導線開路; B、開關斷開;C、燈泡與燈座接觸不良; D、電流表損壞。11、一本用電常識書中列出了白熾燈的常見故障與檢修方法,如表l所述,造成此“燈泡不亮故障的共同原因是電路中出現了( )故障現象可能原因檢修方法燈泡不亮1燈泡的燈絲斷了換新燈泡2燈頭內的電線斷了換新線并接好3燈頭、開關等處的接線松動,接觸不良檢查加固A短路 B通路 C開路 D支路12、
40、如圖所示電路,閉合開關S后,發現燈L1不亮,L2正常發光。此電路的故障可能是( )A開關S接觸不良B電燈L1燈絲斷了C電燈L1短路D電燈L2短路13、如圖所示,電源電壓不變,閉合開關S,電路各元件工作正常。一段時間后,若其中一只電壓表示數變大,則( ) A另一個電壓表示數變小 B其中有一盞燈亮度不變 C燈L2可能開路 D燈L2可能短路14、如圖所示的電路,閉合開關S后,兩燈都不亮。用電壓表檢測得到的結果是:Uab=Ubc=Ude=Uef=0,若故障只有一處,則可能的原因是( ) A電路a、b間短路 B電路b、C間開路 C電路d、e間短路或開路 D電路e、f間開路15、如圖7是小文同學研究串聯電
41、路中電流、電壓特點的實物連接圖,當開關閉合時,燈L1亮,燈L2不亮,這時電流表和電壓表均有讀數。則故障原因可能是( ) AL1開路 BL1短路 CL2短路 D. L2開路16、如圖所示,閉合開關S時,燈L。和L2都不亮,用一段導線的兩端接觸a、b兩點時,兩燈都不亮,接觸b、c兩點時,兩燈都不亮,接觸c、d兩點時,兩燈都亮,故障原因可能是( )A開關接觸不良 B燈L1開路 C燈L2開路 D燈L2短路17、如圖2所示,閉合開關s時,燈泡L1、L2都不亮;用一根導線的兩端接觸a、b兩點時兩燈都不亮;接觸b、c兩點時,兩燈也不亮;接觸c、d_兩點時,兩燈都亮了。由此可以判斷( )A開關S開路 B燈L2
42、開路 C燈L2短路 D.燈L1開路18、所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合開關S后,燈L1、L2都發光。一段時間后,其中一盞燈突然熄滅,觀察電壓表的示數不變,而電流表的示數變小。產生這一現象的原因是 ( )A 燈L1開路 B燈L1短路 C燈L2開路 D燈L2短路中考物理試題分類匯編電路故障分析專題 23(上海)如圖12所示,閉合電鍵S,燈L亮,一段時間后燈L熄滅。若電路中只有一處故障,且只發生在燈L或R上。現用一只規格相同且完好的燈L替換燈L,正確的判斷是 ( )A若燈L亮,則燈L一定斷路 B若燈L亮,則燈L一定短路C若燈L不亮,則電阻R一定斷路 D若燈L不亮,則電阻R一定短路 22(上海)
43、在圖19所示的電路中,電源電壓保持不變。閉合電鍵S,電路正常工作。經過一段時間,電流表突然無示數。若電路中只有一處故障,且只發生在電阻R1或R2上。(1)該電路中存在的故障可能是_;(2)為進一步確定故障,小強同學用一只完好的燈L替換電路中的電阻R1,閉合電鍵S,觀察燈的亮暗情況。若燈L亮,說明故障是_;若燈L不亮,說明故障是_。答案:(1)R1斷路或R2斷路;R1斷路;R2斷路32(長沙)如圖所示,小燈泡Ll和L2規格相同,當開關S閉合時,兩燈均發光,電流表A和A2比較, 的示數較大。經過一時間后有一盞燈熄滅,電流表A的示數變小,且滑片P無論怎樣滑動,電流表A的示數都不再發生變化,由此可判斷,燈 已燒壞。答案A;L113(連云港)如圖所示,當開關S閉合后,兩只燈泡均發光,兩表均有示數。過一段時間后,發現電壓表示數變為0,電流表示數增大。經檢查除小燈泡外 其余器材的連接良好,造成這種情況的原因可能是( ) A燈L1斷路 B燈L2短路 C燈L1短路 D燈L1、L2均斷路20(桂林)如圖9所示,閉合開關S時,小電燈L1、L2都不亮。用一段導線的兩端接觸a、b兩點時,兩燈都不亮
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