浙教版科学八上 辅导讲义 第12讲电路动态变化和故障分析教师版.docx
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浙教版科学八上辅导讲义第12讲电路动态变化和故障分析教师版
第12讲动态电路和故障电路分析
一、欧姆定律
导体中的电流（I），跟这段导体两端的电压（U）成正比，跟这段导体的电阻（R）成反比。
U
公式：
I=
R
根据欧姆定律公式I=U，可变形得到R=U，U=IR
R
二、串并联电路中电流、电压和电阻的关系
1.串联电路
电流关系：
串联电路，电流处处相等。
I
I总=I1=I2==IN
电压关系：
串联电路，电源两端的总电压等于各用电器两端的电压之和。
U总=U1+U2++UN
电阻关系：
串联电路，总电阻等于各用电器的电阻之和。
R总=R1+R2++RN
对于串联电路，电流处处相等，所以由于各用电器电阻的阻值不同，所以各用电器两端所分得的电压也不同；由欧姆定律可推得：
串联电路中，用电器的阻值越大，用电器两端分得的电压也就越大。
（串联分压）
2.并联电路
电流关系：
并联电路，干路上的总电流等于通过各支路用电流之和。
I总=I1+I2++IN
电压关系：
并联电路，支路两端电压等于电源总电压。
U总=U1=U2==UN
电阻关系：
并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数和。
1=1+1
R总R1R2
+1
RN
对于并联电路，各支路电压等于干路电压，由于各支路电阻大小不同，所以各支路的电流大小不同，由欧姆定律可知：
并联电路中，支路电阻越大，所测得的电流越小。
（并联分流）
三、动态电路分析
就是对一个通常含有电源、滑动变阻器、开关、电流和电压表等电器元件的电路，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值或开关的通断来改变电路的连接方式，进而改变电路中的总电阻、电流、电压的大小。
1.滑动变阻器与用电器串联
滑动变阻器
变化
电流表A
的变化
电压表V
的变化
电压表V1
的变化
电压表V2
的变化
变大（向右）
变小（向左）
2.
滑动变阻器
变化
电流表A1
的变化
电流表
A2的变化
电流表A
的变化
电压表V
的变化
变大（向右）
变小（向左）
滑动变阻器与用电器并联
知识点四、电路的故障分析
1.常见电路故障现象
（1）电路连接错误
连接电路时开关没有断开；滑动变阻器没有处于阻值最大处。
（2）电表连接错误
量程选择过大，指针偏转角度太小，测量误差较大；量程选择过小，损坏电表；
正负接线柱接反，指针反向偏转；电流表并联入电路，引起短路；
电压表串联入电路，引起断路，电压表示数接近电源电压；用电器短路：
用电器不能工作，电路电流过大；
用电器断路：
电路中电流为0。
2.故障类型
（1）短路：
电路被短路部分有电流通过（电流表有示数），被短路两点之间没有电压（电压表无示数）。
（2）断路：
电路断路部分没有电流通过（电流表无示数），断路两点之间有电压，断路同侧导线两点无电压。
3.电路故障分析思路
（1）认真审题，判断电路各元件连接方式，明确电流表、电压表测量的元件，各开关控制的元件。
（2）根据故障现象分析有无电流，得出电路是短路还是断路。
（3）根据电表示数变化分析找出故障位置。
4.利用电流表、电压表判断电路故障
（1）电流表示数正常而电压表无示数
“电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表。
故障原因可能是：
①电压表损坏；②电压表接触不良；③与电压表并联的用电器短路。
（2）电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表。
故障原因可能是：
①电流表短路；②和电压表并联的用电器断路
（3）电流表电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时短路外，可能是干路断路导致无电流。
5.
常见电路故障的分析：
如图所示
电路状态
灯L1
（亮或不亮）
灯L2
（亮或不亮）
电流表
（有或无示数）
电压表
（有或无示数）
（1）正常工作时
（2）灯L1短路
（3）灯L2短路
（4）灯L1断路
（5）灯L2断路
6.其余判断故障方法
（1）用导线（或电流表）并接法来查找故障位置。
当导线两端接在电路中某两点之间时，原来不能工作的用电器工作，说明导线并接两点之间的部分可能有断路。
注意：
不能并接在电源两端。
（2）用电压表并接在电路某两点时，电压表有示数，说明与电压表并接部分有可能断路。
电压表无示数，表明与电压表并联部分以外断路。
（3）用小灯泡并接在电路某两点之间时，若小灯泡发光，表明与小灯泡并接的电路部分断路。
题型一：
串联电路的动态变化问题
【例1】如图所示，闭合电路中的开关S，将动变阻器的滑片P向左移动时，两电表的读数变化情况是（）
A．电压表读数变小，电流表读数变小B．电压表读数变大，电流表读数变小C．电压表读数变大，电流表读数变大D．电压表读数变小，电流表读数变大
【答案】D。
【解析】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R两端的电压变化，利用串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化。
【变式训练】
1.如图所示的电路中，当滑片向左滑动时，两电表的示数变化及灯泡L的亮度变化正确的是（C）
A.V表变大，A表变小，灯变暗B.V表变小，A表变大，灯变亮
B.V表变大，A表不变，灯不变D.V表变小，A表不变，灯不变
【例2】如图所示，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。
S闭合，滑动变阻器滑片P由a向b
滑动，下列说法正确的是（）
A.电压表V1示数与电压表V2示数之和变大
B.电压表V1示数与电流表A示数的乘积变大
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表V2示数与电流表A示数的比值变大
【答案】D。
【解析】画出等效电路图，确认电路的连接方式为串联和电表的测量对象，根据串联电路的特点分析。
等效电路图如下，R1与R2串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压,即可分析出正确答案。
【变式训练】
1.如图所示的电路，电源电压保持不变，R为定值电阻。
下列说法正确的是（C）
A.开关闭合前，电压表和电流表均无示数
B.开关闭合后，滑片P向右移动的过程中，电压表的示数变大
C.开关闭合后，滑片P向右移动的过程中，电压表与电流表示数的比值不变
D.开关闭合后，滑片P向右移动的过程中，电压表与电流表示数的乘积变大
2.如图所示的电路，电源电压保持不变。
闭合开关S，滑片P由中点逐渐向右移动的过程中（C）
A.电压表V2的示数变小
B.电流表A的示数不变
C.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表V1示数与电压表V2示数的差值不变
3.如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向右滑动时，电流表A、电压表V1和V2的示数分别用I、U1和U2表示，这三个电表示数变化量的大小分别用△I、△U1和△U2表示。
则下列关于比值正确的是（C）
A.变大，变大B．不变，变大
C．变大，不变D．变大，不变
题型二：
并联电路的动态变化问题
【例3】在如图所示电路中，闭合开关S后，在滑片P向右滑动过程中，各电表示数变化正确的是（）
A．A1、A3示数不变，A2、V示数变小B．A1、V示数不变，A2、A3示数变小C．A1、A2、V示数不变，A3示数变小D．A2、V示数不变，A1示数变小，A3示数变大
【答案】B。
【解析】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测量通过R2电流，电流表A2测通过R1的电流，电流表A3测量干路总电流，电压表测电源的电压；根据电源的电压确定电压表示数的变化，根据滑片的移动确定接入电路电阻的变化，根据并联电路的电压特点和欧姆定律确定该支路电流的变化，根据并联电路各支路独立工作、互不影响确定通过R1电流的变化，最后根据并联电路的电流特点确定干路电流的变化。
【变式训练】
1.如图所示，电源电压和电灯L的电阻均保持不变。
当开关S闭合后，在变阻器滑片P从中点向下滑动的过程中，下列说法正确的是（C）
A．电压表的示数变大B．电灯L的亮度变暗
C．电流表A1的示数变小D．电流表A2的示数不变
2.
在如图所示电路中，闭合开关S后，在滑片P向右滑动过程中，各电表示数变化正确的是（B）
A．A1、A3示数不变，A2、V示数变小B．A1、V示数不变，A2、A3示数变小
C.A1、A2、V示数不变，A3示数变小D．A2、V示数不变，A1示数变小，A3示数变大
【例4】如图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，下列说法正确的是（）
A.电流表A1示数变大，电压表V示数变小
B.电流表A2示数与电流表A1示数的比值变大
C.电压表V示数与电流表A1示数的比值变大
D.电压表V示数与电流表A2示数的比值不变
【答案】B。
【变式训练】
1.如图所示电路中，电源电压和灯L的电阻均保持不变。
开关S闭合后，在变阻器的滑片P从中点向b
端滑动过程中，下列说法正确的是（A）
A．电灯L的亮度不变B．电压表的示数变大C．电流表A1与电流表A2的示数之差变小D．电路输出总电流变大
2.在如图所示的电路中，电源电压保持不变。
闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变小的是
（D）
A．电压表V示数B．电压表V示数与电流表A1示数的乘积
C．电流表A1示数D．电压表V示数与电流表A示数的乘积
3.如图的电路中，电源电压保持不变.闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，不变的是（D）
A.
电流表A示数与电流表A1示数的差值
B.电压表V示数与与电流表A示数的比值
C.电压表V示数与与电流表A示数的乘积
D.电压表V示数与与电流表A1示数的乘积
题型三：
由开关通断引起的动态变化问题
【例5】在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电键S1、S2同时闭合时，电路中（）
A.电压表V的示数不变
B.电流表A1的示数变大
C.电压表V示数与电流表A1示数的比值不变
D.电压表V示数与电流表A示数的乘积变大
【答案】B。
【解析】当电键S1、S2同时闭合时，电路为R1的简单电路，电压表无示数，两电流表均测通过
R1的电流，当电键S1、S2均闭合时，R1与R2并联，电压表测电源的电压，电流表A测干路电流，电流表A1测R1支路的电流；根据电源的电压可知电压表示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1电流的变化，根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化，然后判断选项得出答案。
【变式训练】
1.如图的电路中，当开关S1由断开到闭合，下列判断正确的是（A）
A．电流表的示数将变大B．电压表的示数将变小C．通过电阻R1的电流不变D．电阻R2的电流变小
2.如图所示电路中，电源电压保持不变，先闭合开关S1，观察电流表、电压表的示数；再闭合开关S2、
S3，电表示数的变化情况正确的是（A）
A．电流表示数变大，电压表示数变大B．电流表示数变小，电压表示数变小C．电流表示数变大，电压表示数变小D．电流表示数变小，电压表示数变大
3.
如图所示电路中，电键S由断开到闭合，电流表、电压表的示数的变化情况是（C）
A．电流表示数增大，电压表示数增大B．电流表示数增大，电压表示数不变C．电流表示数增大，电压表示数减小D．电流表示数减小，电压表示数增大
4.在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当电键S由断开到闭合时，电流表A示数将，电压表
V2示数将．（均选填“变大”、“不变”或“变小”）
【答案】变大；变小
题型四：
敏感电阻问题引起的动态变化
【例6】压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。
下列电路中，符合电表示数随压力增大而减小的电路是
（）
A．
B．
C
D．
【答案】A。
【解析】
（1）定值电阻R0与压敏电阻串联时，根据压敏电阻与温度的关系得出阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知压敏电阻两端的电压变化，然后分析电压表的位置进行判断；
（2）定值电阻R0与压敏电阻并联时，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知压力变化时通过R0的电流不变，根据压敏电阻与温度的关系得出阻值的变化，根据欧姆定律可知通过压敏电阻电流的变化，根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化，然后分析电流表的位置进行判断。
【变式训练】
1.
二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的原理是其电阻随一氧化碳浓度的增大而减小。
若将二氧化锡传感器接入如图所示的电路中，当二氧化锡传感器所处空间的一氧化碳浓度增大时，电压表示数U与电流表示数I发生变化，其中正确的是（D）。
A.U变小，I变小B.U变小，I变大C.U变大，I变小D.U变大I变大
2.驾驶员酒醉后驾车要负刑事责任。
酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车，如图4所示是它的原理图。
图中R1为定值电阻，酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减
小，如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，那么测试仪的（B）
A．电压表示数不变B．电压表示数越大
C．通过传感器的电流越小D．传感器两端的电压越大
3.光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小。
如图所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，
R1为光敏电阻，R2为滑动变阻器，A、B之间接监控装置。
则（A）A．当有人通过通道而遮蔽光线时，A、B间电压降低
B.当有人通过通道而遮蔽光线时，通过R1的电流变大
C.当仅增大R2连入电路中的阻值时，通过R2的电流变大
D.当仅增大R2连入电路中的阻值时，可降低A、B间的电压
4.小强爱好电子制作，在一次综合实践活动中，他使用热敏电阻、电压触发器、蜂鸣器和其他一些器件设计火警报警器，即在发生火警时蜂鸣器报警。
已知该热敏电阻在常温下电阻值约为20kΩ，温度越高，阻值越小，当温度高于80℃时阻值低于100Ω．电压触发器（相当于电压表）检测到电压低于1V时，触发蜂鸣器报警。
下列电路设计中最符合要求的是（A）
A．
B．
C．
D．
题型五：
电路与浮力、杠杆、弹簧结合的动态变化
【例7】在如图所示的电子压力计中，滑动变阻器滑片P与弹簧上端固定在一起，弹簧的压缩长度与受到的压力大小成正比，滑动变阻器PB段电阻为R1，当闭合开关S后（）
A．电路中电流表的读数随压力的增大而增大B．电路中电压表的读数随压力的增大而增大C．滑动变阻器R1的阻值随压力增大而增大D．把电压表改成压力机时表盘刻度均匀
【答案】D。
【解析】由图示电路图可知，电压表测滑片P下方电阻两端的电压，电流表测电路中的电流。
根据电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知，滑片移动时变阻器接入电路中的电阻不变，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，根据U=IR分析电压表的示数变化和改成压力表时表盘刻度是否均匀。
【变式训练】
1..如图所示是一种自动测定邮箱内油量多少的装置，R1是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就能知道邮箱内油量的
多少。
则（B）
A.油量增加，R1的电阻值增大，油量表指针偏转变小。
B.油量增加，R1的电阻值减小，油量表指针偏转变大。
C.油量减少，R1的电阻值增大，油量表指针偏转变大。
D.油量减少，R1的电阻值减小，油量表指针偏转变小
2.如图所示是某电子秤的结构示意图，其中P是一个可以紧贴AB滑动的金属滑片，S为自动控制开关。
闭合开关S，秤盘内不放物体时，电子秤刻度表示数为0；在秤盘内
放入物体时，就可以从电子秤刻度表上读出该物体的质量;当被测物体的质量超过电子秤量程时，开关S自动断开，电子秤无示数。
则下列判断正确的是（C）
A.电子秤的刻度表是一个电流表，它的示数越小说明所称物体质量越大
B.电子秤的刻度表是下个电压表，它的示数越大说明所称物体质量越大C．电子秤的AB部分是一个滑动变阻器，且A端为绝缘体
D．电子秤所称物体的质量越大;消耗的电能越少
题型六：
故障分析
【例8】如图所示，闭合开关后两灯不亮，用电压表先后测得UAD=UAC=UAB=4.5V，则故障可能是（）
A．灯L1发生断路B．灯L2发生断路C．灯L1发生短路D．灯L2发生短路
【答案】A。
【解析】电路发生断路时，当电压表的正负接线柱与电源两极相连时，电压表有示数，否则无示数。
【变式训练】
1.在如图所示电路中，开关闭合时电路中的电流表没有示数，但电压表有示数，那么电路发生故障的原因可能是（B）
A．灯泡L1灯丝断了B．灯泡L2灯丝断了
C．灯泡L1短路D．灯泡L2短路
2.
如图所示的电路，当开关S闭合时，L1、L2都能发光，一会儿后，L1亮、L2熄灭，电流表示数变大，则电路故障原因可能是（B）
A．L1短路B．L2短路C．L1断路D．L2断路
3.在探究串联电路电压特点时，某同学连接的电路如图所示。
对于实验过程中出现的现象及分析，下列判断正确的是（D）
A．开关闭合后，若灯泡L2不亮、L1亮，一定是L2灯丝断了B．如果只有灯泡L1断路，则开关闭合后电压表示数一定为零C．开关闭合后，如果电压表示数为零，灯泡L2一定不发光
D．如果所有元件均完好，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片时，两灯都变亮
4.如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合电键S后，电路正常工作。
过了一会儿，一电表示数变大，一电表示数变小，则下列判断中正确的是（B）
A．电阻R一定断路B．灯L可能变亮
C．灯亮度可能不变D．电阻R一定短路
【例9】如图所示，闭合开关S，灯泡L1、L2都能正常发光，两只电表都有示数，工作一段时间后，灯泡
L2突然熄灭，L1仍然正常发光，两只电表均无示数，则故障可能是（）
A．电压表短路B．电流表断路C．L2断路D．L2短路
【答案】B。
【解析】由图知，闭合开关，两只灯泡并联，电压表测量L2两端电压；电流表测量L2支路电流，再结合选项逐一进行判断。
【变式训练】
1.
下列有关分析正确的是（B
）
A．小灯泡发生短路现象
B．小灯泡发生断路
C．滑动变阻器两端电压变大
D．电路中总电阻变小
如图所示电源电压保持不变，闭合开关，灯泡发光，过了一会儿灯泡突然不亮了，电流表的示数变小。
2.如图所示，电路中电源两端的电压保持不变，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，电压表V的示数为U．某时刻，在滑动变阻器滑片P位置没有改变的情况下，突然出
现电流表A2的示数减为I1，而电流表A1和电压表V示数不变的现象。
对于此电路可能出现的故障，下列判断中正确的是（D）
A.滑动变阻器出现短路B．滑动变阻器出现断路
B.电灯L出现短路D．电灯L出现断路
3.在图所示的电路中，电源电压保持不变，当电键S由断开到闭合，电压表V1和V2示数均不变。
若电路故障只出现在电阻R1或R2，断开电键S，用完好的小灯L替换R1或R2进行检测，下列判断正确的是（D）
A.用灯L替换R2，灯L亮，一定R1短路
B.用灯L替换R1，灯L亮，一定R2短路
C.用灯L替换R2，灯L不亮，一定R1断路
D.用灯L替换R1，灯L不亮，一定R2断路
4.在如图所示的电路中，闭合开关S后，两灯都能发光，一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，此时三个表中有两个表的读数变小，则下列判断中正确的是（A）
A.一定是灯Ll断路，电流表A1的示数变小
B.一定是灯L2断路，电流表A的示数变小
C.可能是灯L2短路，电压表V的示数变小
D.可能是灯Ll短路，电压表V的示数变小
5.**如图所示电路图，电源电压恒定．当开关S1、S2断开，S3闭合时，电流表的读数为0.50安，电压表的读数为2.50伏。
当开关S1、S2闭合，S3断开时，由于R1、R2中有一个电阻出现故障，电流表的读数为0.60安，电压表的读数为3.00伏。
则电源电压为伏，电路中出现的故障是。
【答案】3；电阻R1断路题型七：
动态计算
【例10】某实验小组设计的电子身高测量仪如图所示，R是固定的、竖直放置的硬电阻棒，b端离地面的高度是160cm，总长为30cm，总电阻为15Ω，其接入电路的阻值与接入的棒长成正比，金属杆cd和MP（右端P是滑片）与电路接触良好，电阻不计。
已知电源电压为4.5V，电阻R0＝5Ω。
（1）小明用测量仪量身高时，电流表示数为0.5A，此时电阻棒R接入电路的阻值是多少？
（2）若电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，为保证电路各元件安全工作，电子身高测量仪能测量的最大身高是多少？
【答案】
（1）此时电阻棒R接入电路的阻值是4Ω；
（2）电子身高测量仪能测量的最大身高是180cm。
【解析】由电路图可知，变阻器R与定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据欧姆定律求出电流表示数为0.5A时电路中的总电阻，利用电阻的串联求出电阻棒R接入电路的阻值；
（2）电子身高测量仪测量的身高越高时，R接入电路中的电阻越大，电路中的电流越小，电压表的示数越大，所以当电压表的示数最大时测量的身高最高，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电
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