电路动态分析和电路故障习题课

[变式训练6] 在如图所示的电路中，电源电压等于6伏，合 上电键后电压表示数为6伏。经分析得出，电路中可能发生 的情况是：______________________________。
[例8] 在如图所示的电路中，电源电压不变。闭合电键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，则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。
电路动态分析和电路故障分析
专题复习
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
1．串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1]如图，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。 分析：本题中，为了分析表达的简洁，我们 约定一套符号：“→”表示引起电路变化； “↑”表示物理量增大或电表示数增大；“↓” 表示物理量减小或电表示数减小。
[变式训练2] 在如图所示电路中，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。
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，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何 变化？ 分析：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A1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A2 示数也会变小。
分析：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，小灯的电阻由于温度的 变化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。从串 联电路的分压角度分析，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。
分析：属于电路故障分析题。“—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，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。
[变式训练7] 在图所示的电路中,电源电压不变。闭合电键K， 电路正常工作。一段时间后，发现其中一个电压表示数变大， 则 （ ） (A)灯L可能变亮。 (B)灯L亮度可能不变。 (C)电阻R可能断路。 (D)电阻R可能短路。
三、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]在图中，当电键 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。
P左移→R2↓→R↓→I↑→A表↑。 R1不变→IR1↑→U1↑→V表↑。
判断V表的变化还可以根据串联电路的分压原理来分析： R2↓→U2↓→U1↑→V表↑。
[例2]如图，当滑片P向左移动时，A表和V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 压表简化成断开的电键或干脆拿掉。 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，滑动变阻器接成了定 值电阻，所以A表示数不变。
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。电流表是串联在小灯L1的支 路中的，所以电键闭合时，电流表的 示数从0变到有读数，应该选填“增 大”。电压表是测量电源电压，而且 不受电键控制，所以示数“不变”。
[变式训练5] 在图中，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A1的示数将 __________，电流表A2的示数将__________ (选填“增大”、 “不变”或“减小”)。
电压表在本电路中，是测量R1和R2部分电阻之和的电 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，根据分压原理：V表示数减小。
[变式训练1] 如图，当滑片P向左移动时，A表和V 表将如何变化。
[例3]在如图所示电路中，当闭合电键后，滑动变阻器的滑动片P向 右移动时 （ ） (A)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。
[变式训练3] 如图，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表 将如何变化？
二、电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化
1．串联电路中电键的断开或闭合引起的变化
[例5]在如图所示的电路中，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” )。 分析：在电键尚未闭合前，两个电阻组成串 联电路。电压表测量R1两端的电压，电键K闭 合后，电阻R2被局部短路，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。在电键尚未闭合前，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；电键K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。
分析：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] 在图所示的电路中，电源电压不变。闭合电键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。 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”)。
2．并联电路中电键的断开或闭合引起的变化
[例6] 在图中，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”)。