【精品】电路动态分析

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课题色路动态分析教学目标认识变化的电路，准确找出变化前后两电路的变化重点、难点动态电路的连接方式，动态电路的电阻、电流和电压知识回顾：串联分压、并联分流电路动态分析知识点一、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1,是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向右移动时，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：“一”表示引起电路变化；“t”表小物理量增大或电表示数增大；“I”表示物理量减小或电表示数减小。P右移~*只2tfRt-*lIfA表/。R1不变|_>J］I—V表Io（判断v表的变化还可以根据串联电路的分压原理来分析：r2t->u21-UxI->V表I。）扩展：根据帝联电路的特点，滑动变阻器R2两端的电压u2将t。推论：如果滑动变阻器R2足够大，当滑片P向右一直滑动时，电阻将不断增大，那么氏将不断增大，5将不断减小，I将不断减小。假设r2无限大，这时U2将增大到电源电压，U1将变为0,I也将变为0,这时的电路就相当于断路。这就是川电压表来判断电路断路和短路的道理。［变式训练题］参考上图，在伏安法测电阻的实验中，若由于各种原因，电压表改接在滑动变阻器的两端，当滑片P向左移动时，请判断A表和V表的变化。 0^|卜..|—-II—TI图3［例2］如图2,当滑片P向左移动时,A表和V表将如何变化。分析：首先耍确定电路的类型，此电路屈于串联电路呢还是并联电路。我们对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H-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。电压表在木电路屮，是测量Ri和R2部分电阻Z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。［变式训练题］如图3,当滑片P向左移动时,A表和V表将如何变化。［例3］在如图4所示电路中，(当闭合电键后，滑动变阻器的滑动片P向右移动吋)(A)安培表示数变大，灯变暗。(B)安培表示数变小，灯变亮。(C)伏特衣示数不变，灯变亮。(D)伏特表示数不变，灯变暗。分析：将电流表等效为一根导线，可以看到电压表自接测量电源电压，因此当滑动变阻器的滑动片P向右移动吋，电压表的示数将不会变化；而电阻R的阻值变大，小灯的电阻心大小不变(注意：在初中阶段，小灯的电阻山于温度的变化引起的变化往往忽略不计)，因此总电阻变人，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，小灯两端的电床也将变小，小灯的功率P二UJ也将变小，所以小灯的发光将变暗。［变式训练题］在如图5所示电路屮，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。 图4图5图6图71.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6,当滑片P向右移动时,A】表、A?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Ri这条支路没有影响，所以电流表A】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A?示数也会变小。［变式训练题］如图7,当滑片P向右移动时,A】表、A?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8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“变人〃、“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Ri两端的电压，电键K闭合后，电阻R2被局部短路，电床表变成测量电源两端的电床了，因此电压表的示数将变大。在电键尚耒闭合前，电流表测量的是串联电路的电流值，rh于此时电阻鮫大，故电流4交小;电键K闭合后，电阻R2被局部短路，电路中的电阻只有R］了，因此电流表的示数将变大。［变式训练题］在如图9所示的电路屮，当电键K断开时，电阻R］与R2是联连接的。电键K闭合吋，电压表的示数将（选填“变小〃、"不变〃或“变人〃）。 图91.并联电路中电键的断开或闭合引起的变化［例6］在图20中,灯泡L】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“增人"、"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，就看出这个电路是“并”联电路。电流表是串联在小灯L］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”。［变式训练题］在图口中,灯泡L】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〃）。图11图12图13三、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［例刀在图12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，电压衣示数为0,经检查除小灯泡外英余器材的连接良好，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Li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1_2短路；小灯L］断路。［变式训练题］在如图13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。经分析得岀，电路中可能发牛的情况是：o［例8］在如图14所示的电路屮，电源电压不变。闭合电键K后，灯Li、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，则产牛这一现彖的原因可能是 （）（A）灯-短路。（B）灯L2短路。（C）灯-断路。（D）灯L2断路。分析：可以采用排除法。小灯1_2短路，会导致电压表示数变小、电流表示数变大；小灯L2断路，会导致电流表示数变0：小灯Li短路，会导致两灯都不亮；一灯熄灭而电表示数都不变，只有小灯-发生断路时才有此可能。本题正确答案为C。［变式训练题］在图15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。图14图15图16［例9］在图16所示的电路中，电源电压不变。闭合电键K后，灯Li、L2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，则产牛这一现象的原因是（）（A）灯-断路。（B）灯L|短路。（C）灯1_2断路。（D）灯1_2短路。分析：属于电路故障分析题。“一段时间后，其中的一盏灯突然变亮”排除了电路现断路的情况，那么，故障现象只有发生短路了。电圧表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V,的示数变小说明小灯Li发生了短路。随堂练习: 1.图17屮，A.B、C.D是滑动变阻器的四个接线柱。若将A、C分别与图屮电路的导线头M、N相连接，闭合电键后，当滑动片P向右移动时，安培表的示数将（填"变大〃、“不变〃或“变小〃）；若将D与N相连接，接线柱与M相连接，则闭合电键后,滑动片P向左移动时，伏特表的示数增大。CO--ODAo—oB图17图］92.在如图18所示的电路图中，当电键K闭合吋（）（A）整个电路发生短路。（B）电流表示数变小。（C）电流表示数不变化。（D）电流表示数变大。3.在图19所示的电路中，当电键K闭合时，灯Li、1_2均不亮。某同学川一根导线去查找电路的故障。他将导线先并接在灯L］两端吋发现灯L2亮，灯L】不亮，然后并接在灯L2两端时发现两灯均不亮。山此可以判断（）（A）灯L］断路。（B）灯Li短路。（C）灯1_2断路。（D）灯1_2短路。4.如图20所示，电阻&的阻值为20欧，R2为40欧，当电键K断开时，电流表A的示数为04安，则电源电压为电流表A的示数为安。—®——1l—dl(=±|亠图20伏。若电键K闭合时,图21图225.在图21所示的电路中，电源电压为6伏。当电键K闭合时，只有一只灯泡发光，口电压表V的示数为6伏。产生这一现象的原凶可能是（）（A）灯Li短路。（BWJL2短路。（C）灯Li断路。（D）灯1_2断路。6.如图22所示，当滑片P向右移动时（） （A）电流表A示数不变，电压表V示数不变。（B）电流表A示数不变，电压衣V示数变大。 (C)电流表A示数变小，电压表V示数变人。(D)电流表A示数变小，电压表V示数不变。1.如图23所示，闭合电键K,当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表A的示数将(选填"变小〃、"不变〃或“变人〃)。图242.在电路中，发生了如图24所示的现象，已知电路中只有一处故障，且除两个灯泡外其余部分均完好，现有导线、电压表、电流表，在不拆开电路的情况下，请挑选合适的器材判断电路的故障，写出两种判断方法，包括所川器材、观察到的现象和结论：欧姆定律精练1如图105所示，电源电压为36伏特，灯泡L1电阻为10欧姆，闭合电键后，通过L2灯泡图105的电流强度是0.9安培，求干路中的电流强度和电路的总电阻。2.如图106所示，已知电阻Rl=6欧姆，通过R2的电流强度12=0.5安培,通过R1和R2的电流强度之比为II：12=2：3求R2的阻值和总电压Uo图106 1.如图107所示电路，半电键K闭合后，女培计的读数为2女培，伏特计的读数为6伏特,如果R1=3R2,求电阻Rl、R2的值。2.如图108所示，电源电压为15伏特，电阻Rl=R2=10欧姆，求下列情况安培表和伏特表的示数。(1)当K接通时;(2)当K断开时。S108图1093.在图109所示电路中，已知电源电压为U,电路中的电阻为R1,通过女培表的电流为II。若想得到通过安培表的电流为引1,需要和R1并联一个多大的电阻R2?4.在图110所示，Rl=20欧姆，R2=60欧姆，电源电床为12伏特。(2)当电键K1断开，电键K2与B端接通时，求R2两端的电压。(2)当电键K1与C端接通，电键K2与A端接通时，求女培表中通过的电流强度。5.将2欧姆的电阻和6欧姆的电阻并联，如果2欧姆电阻上的电压为6伏特，那么通过每 图1091.在图109所示电路中，已知电源电压为U,电路中的电阻为R1,通过女培表的电流为II。若想得到通过安培表的电流为引1,需要和R1并联一个多大的电阻R2?2.在图110所示，Rl=20欧姆，R2=60欧姆，电源电床为12伏特。(2)当电键K1断开，电键K2与B端接通时，求R2两端的电压。(2)当电键K1与C端接通，电键K2与A端接通时，求女培表中通过的电流强度。3.将2欧姆的电阻和6欧姆的电阻并联，如果2欧姆电阻上的电压为6伏特，那么通过每 个电阻里的电流强度和并联部分的总电流强度各是多少？&在图112所示的电路中，电阻R1=4Q,R2=1Q,R3为滑动变阻器，电源电压为12伏(电源电压保持不变)。所川的安培表量程是0~3A,伏特表的量程为0~6V,在实验过程中，为了使女培表、伏特表都不会损坏，那么滑动变阻器接入电路中的电阻至少多大？1.在图113所示的电路中，电阻R1的阻值是5欧姆，干路中的电流强度I是0.5安培，电阻R2两端的电压是2伏特。求：”「⑴通过R1的电流强度；IR](2)通过R2的电流强度；宁B-2(3)R2的电阻值。[=1——@1132.图44中定电阻Rl、R2和滑动变阻R串联,R1和R2两端的电压分别为U1和U2,当滑动变阻器的滑动片P向右滑动过稈中[]Ri尺2图44RA.U1变小，U1/U2也变小B.U1变小，U1/U2不变C.U1不变，U1/U2变小D.U1不变,U1/U2也不变