初三动态电路基础.docx

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初三动态电路基础

课题2动态电路

故障导向安全原则

在铁路信号中有一条及其重要的原则，就是故障导向安全原则。

所谓故障导向安全，就是当设备出现故障时应使其进入一种不危及其它并且自身故障不再扩大的状态。

对于铁路信号来说，就是停止运行的红灯状态。

因为在故障下信号不能正确反映线路的实际情况，如果这时放行就有可能引起车列或列车的冲突。

上图是现再在铁路上广泛使用的工频连续式轨道电路，它是用来辨认线路状态的。

当线路没有被占用时，线路受电端的受电变压器BZ4会有十几伏的电压输出，这个电压可以使相应的信号继电器JZXC-480吸起，它的接点接通信号连锁电路，排出相应的进路，与之有关的信号机就可以开放，放行列车或车列通过。

当线路被占用时，钢轨被车辆的轮对短路，线路受电端的受电变压器就没有电压输出，相应的信号继电器就不能吸起，信号连锁电路就不能解锁，与之有关的信号机就不能开放。

在故障状态，如送、受电端的电路断线，钢轨断裂，继电器本身损坏等情况下受电变压器都不会有电压输出。

这样与之相关的轨道区段就不能开放，也就保证了行车安全。

这种设计理念应该在电路设计中应用，否则就会因为某一个元件（特别是处在关键部位的易损元件）而引起电路的连锁损坏。

在日常维修中，一大片元件被烧毁，甚至整机报废的并不少见。

一、电路动态分析

电路动态分析题和电路故障分析题是初中学生物理学习过程中的一个难点，其原因是这两类题目对学生有较高的能力要求。

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，因此我们将这两类分析题整合成一个专题进行复习有利于提高复习的效率。

在编排顺序中，我们以电路动态分析作为主线，而将电路故障作为电路动态变化的一个原因。

1．认识各种形式的动态电路

各种情况的动态电路都是电阻的变化引起的。

2．解题步骤

（1）首先简化电路，其次弄清电路连接方式；再根据欧姆定律和串并联电路的特点写出电流表、电压表示数表达式；最后通过分析电阻变化结合关系式确定I和U怎样变化。

（2）电路电阻变化有两种情况：

一是变阻器滑片移动引起电路总电阻变化；二是开关的断开或闭合引起电路中连接方式及电路总电阻变化。

（3）解题思路：

先局部（滑动变阻器，电路中的开关怎么变化），再整体（看整个电路的总电阻怎么变化），最后再看局部（要判断的电表示数如何变化）。

特别提醒：

1．无论串联还是并联，某一电阻变大，总电阻也随之变大

2．分析某一电表时，一定要将其他电表简化掉

3．串联电路中，某一电阻变大，其两端的电压也会变大（串联分压规律）

4．并联电路中，各支路相互独立，互不干扰（电压表一般示数不变）

【见例1】

3．题型分类

（1）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。

【见例2、3】

（2）电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化。

【见例4、5】

（3）其他可变电阻引起。

【见例6】

二、电路故障

1．断路的判断

（1）如果电路中用电器不工作（常是灯不亮），且电路中无电流，则电路断路。

（2）具体到那一部分断路，有两种判断方式：

①把电压表分别和各处并联，则有示数且比较大（常表述为等于电源电压）处断路（电源除外）；

②把电流表分别与各部分并联，如其他部分能正常工作，则当时与电流表并联的部分断开了。

2．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。

【见例7、8】

【例1】学习电学知识后，物理兴趣小组对亮度可调的应急灯进行了探究，发现它的亮度调节开关相当于一个滑动变阻器，电路如图所示．闭合开关，用电压表和电流表对其进行测量，调节滑动变阻器使灯泡变亮的过程中，电压表和电流表的示数变化情况是（电源电压保持不变）（）

A．电流表A的示数变小

B．电压表Vl的示数变大

C．电压表V1的示数变小

D．电压表V2的示数不变

1．如图所示电路中，电源电压不变．当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列判断正确的是（）

A．电流表示数变大，电压表示数变小

B．电流表示数变小，电压表示数不变

C．电流表示数变小，电压表示数变大

D．电流表示数变大，电压表示数不变

【例2】如图，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。

【例3】如图，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？

2．参考例2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。

3．如图，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。

4．如图，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。

第3题图第4题图

5．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

6．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

7．如图，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？

第5题图第6题图第7题图

【例4】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”）。

【例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________；电流表的示数将__________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

8．在如图所示的电路中，当电键K断开时，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”）。

9．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”）。

第8题图第9题图

【例6】将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示电路。

光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。

闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，观察电表示数的变化情况应该是（）

A．A表和V表示数均变小

B．A表示数变大

，V表示数变小

C．A表示数变小，V表示数变大

D．A表和V表示数均变大

10．如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻），L为小灯泡，当温度降低时（）

A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大

C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱

11．如图所示是一个环境温度监控电路原理图．电源电压不变，R0为定值电阻，R是用半导体材料制成的热敏电阻，其电阻值会随温度的升高而变小．若环境温度升高，闭合开关S，则（）

A．热敏电阻R的阻值变大

B．通过热敏电阻R的电流变小

C．热敏电阻R两端电压变大

D．电压表的示数变大

12．如图所示的电路为一光敏电阻自动计数器的一部分，其中R1为光敏电阻，当照射到光敏电阻处的光被挡住时，电流表A显示的电流I和ab间电压U的变化情况是（）

A．I变大，U变大

B．I变小，U变小

C．I变小，U变大

D．I变大，U变小

【例7】在图所示的电路中，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

【例8】在图中，当开关K闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为4V。

过了2min，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：

_________________。

13．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：

_____________________。

14．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：

______________________________。

第13题图第14题图

15．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。

16．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。

17．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D．灯L2短路

第15题图第16题图第17题图

18．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

题组训练A组

1．如图所示电路，开关S闭合后，若L1的灯丝突然烧断，会发生的现象是（）

A．L1、L2、L3均熄灭，电压表、电流表示数均为零

B．L1、L2均熄灭，L3仍发光，电压表、电流表示数均变大

C．除L1不亮外，其余一切无任何变化

D．L1、L2、L3均熄灭，电压表示数变大，电流表示数几乎为零

2．如图所示，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中，电流表和电压表示数变化情况应是（）

A．电压表、电流表示数都变大

B．电压表示数变大，电流表示数变小

C．电压表示数变小，电流表示数变大

D．电压表、电流表示数都变小

3．如图所示，电源电压不变，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中，电流表和电压表的示数变化情况应是（　　）

A．电压表、电流表示数都变大

B．电压表示数变大，电流表示数变小

C．电压表示数变小，电流表示数变大

D．电压表、电流表示数都变小

4．如图所示电路，电源电压保持不变．闭合开关S，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，电流表A1的示数逐渐变小，这一过程中（　　）

A．滑片P是向左滑动的

B．电压表V的示数逐渐变小

C．电流表A的示数逐渐变小

D．电流表A与A1的示数差逐渐变小

5．如图所示，电源电压保持不变，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表和电压表示数变化，判断正确的是（　　）

A．电流表和电压表的示数都变小

B．电流表示数变小，电压表示数变大

C．电流表示数变小，电压表示数不变

D．电流表示数变大，电压表示数不变

6．如图所示的电路，电源两端电压不变，闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．电流表A1与电流表A2的示数相同

B．电压表V与电流表A2示数的比值变小

C．电压表V与电流表A2示数的比值变大

D．电压表V与电流表A2示数的比值不变

7．如图所示电路中，电源电压不变，开关S闭合，滑动变阻器滑片向右移动时，电流表和电压表的示数将是（　　）

A．电流表的示数变大，电压表的示数变大

B．电流表的示数变小，电压表的示数不变

C．电流表的示数变大，电压表的示数不变

D．电流表的示数变小，电压表的示数变小

8．如图所示，电源电压保持不变，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电压表（）

A．V1示数增大，V2的示数增大B．V1示数减小，V2的示数增大

C．V1示数减小，V2的示数减小D．V1示数增大，V2的示数减小

第6题图第7题图第8题图

9．如图2-16所示，电池组电压一定．路工作情况，下列说法正确的是（）

A．当闭合开关Sl、S2时，两只灯泡是串联的

B．若先闭合Sl，再闭合S2，电压表、电流表的读数均变小

C．若先闭合Sl，再闭合S2，电压表、电流表的读数均变大

D．若先闭合Sl，再闭合S2，电压表读数不变、电流表读数变大

10．如图所示，电源电压不变，R1、R2、R3为定值电阻，开关S1、S2都闭合时，电流表A与电压表V1、V2均有示数．将开关S2断开，则关于S2断开前、后的说法中正确的是（）

A．电压表V1示数增大

B．电流表A示数增大

C．电压表V1示数与电流表A示数的比值不变

D．电压表V2示数与电流表A示数的比值不变

11．在图所示的电路中，当开关闭合时，电压表的示数将（）

A．不变B．变大C．变小D．等于电源电压

12．如图所示的电路中，电源电压为4.5V，当开关S闭合后，小灯泡L1和L2都不发光，电压表示数约为4.5V，则电路中可能出现问题是（）

A．L1断路B．L2断路C．电压表被短路D．开关断路

13．如图所示电路，电源电压为12V，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡始终不亮，电流表示数为零，电压表示数为12V，测电路发生的故障可能是（）

A．开关接触不良B．电流表断路

C．滑动变阻器断路D．灯泡断路

第11题图第12题图第13题图

14．如图所示，当开关S闭合时，灯L1L2均不亮，某同学用一根导线去找电路的故障，他将导线先并联接在灯L1两端时，发现灯L2亮，灯L1不亮，然后并联接在L2两端时发现两灯均不亮，由此判断（）

A．灯L1开路B．灯L1短路

C．灯L2开路D．L2短路

15．如图所示，闭合S，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“变大”）。

16．在如图所示的电路中，将开关K闭合，则电流表的示数将______，电压表的示数将________（均填“变大”、“变小”或“不变”）。

17．在如图所示的电路中，当开关K断开时，电阻R1与R2是________联连接的。

开关K闭合时，电压表的示数将________（选填“变小”、“不变”或“变大”）。

第15题图第16题图第17题图

18．如图所示的电路中，R1＝6Ω，R2＝8Ω，电源电压为12V，求：

（1）当S2断开，S1、S3闭合时，通过R1、R2的电流强度各为多大?

（2）当S2闭合，S1、S3断开时，电阻R1、R2两端的电压各是多大?

19．如图所示电路，电源电压为12V，且保持不变，R1＝R3＝4Ω，R2＝6Ω．试求：

（1）当开关S1、S2断开时，电流表和电压表的示数；

（2）当开关S1、S2闭合时，电流表和电压表的示数．

20．如图，电源电压为6V，灯泡电阻为8Ω，变阻器的最大阻值为20Ω，

（1）滑片由a滑到b，电表的示数变化范围?

（2）如电流表的示数为0.6A，电压表的示数为多少?

（3）如电压表的示数为3V，电流表的示数为多少?

（4）如电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，为电表的安全使用，变阻器连入的阻值范围。

题组训练B组

1．如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中（假设灯丝电阻不变），下列说法正确的是（）

A．电压表和电流表示数都变小

B．电压表和电流表示数的比值变大

C．电压表示数变大，灯变暗

D．电流表示数变大，灯变亮

2．如图所示的电路中，电源电压恒定不变，当电键K闭合时（）

A．电压表示数变小，电流表示数变小，灯变暗

B．电压表示数变大

，电流表示数变大，灯变亮

C．电压表示数不变，电流表示数不变，灯的亮度不变

D．电压表示数不变，电流表示数变小，灯变暗

3．在如图所示的电路中，电源电压不变．闭合开关后，滑动变阻器的滑片P向右端滑动时（）

A．电流表示数减小，电压表示数减小

B．电流表示数不变，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．小明观察了市场上自动测高仪后，设计了以下四个电路（其中R’是滑动变阻器，R是定值电阻，电源两极间电压恒定）。

其中能实现身高越高，电压表示数越大的电路是

ABCD

5．如图所示电路中，电源电压不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时（）

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

6．如图所示的电路中，电压U不变，开关S闭合后，下列说法正确的是（）

A．电流表的读数增大B．电流表的读数减小

C．电压表的读数增大D．电压表的读数减小

7．如图所示，电源电压不变，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P向下移动时（）

A．电流表示数减小，电压表示数增大B．电流表示数减小，电压表示数减小

C．电涟表示数增大，电压表示数减小D．电流表示数增大，电压表示数增大

第5题图第6题图第7题图

8．如图是大型电子地磅的电路图。

当称重物时，在压力作用下滑片P向下端滑动，变阻器连入电路的电阻________，电流表的示数________。

（选填“变大”“变小”或“不变”）。

这样把电流对应的重量刻在电流表的刻度盘上，就可以读出被称物体的重量。

9．滑动变阻器是通过改变电阻丝接入电路中的______来改变电阻的大小。

在如图所示电路中，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，电压表V1示数与电压表V2的差值跟电流表示数与R1阻值的乘积的比值是_______（选填“大于1”、“小于1”或“等于1”）。

10．如图所示的电路，当滑动变阻器的滑片从图中所示位置向右滑动时，灯的亮度。

电流表的示数．（填变化情况）

11．如图所示，电源电压保持不变，当滑动变阻器滑片P向右滑动时，电表示数的变化情况是（）

A．电压表V示数变小B．电流表A1示数变大

C．电流表A2示数变大D．电流表A1示数变小

第9题图第10题图第11题图

13．右图是新型节能应急台灯电路示意图，台灯充好电后，使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度，假定电源电压、灯泡电阻不变，则灯泡两端电压U随R变化的图象是（）

14．重庆市高速公路收费站于去年开始对过往的超载货车实施计重收费，某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图，以下说法正确的是（）

A．称重表相当于一个电压表

B．电路中的R1是没有作用的

C．当车辆越重时，称重表的示数越小

D．当车辆越重时，称重表的示数越大

15．如图所示电路中，电源电压不变，开关S闭合，灯L1和L2都正常发光。

一段时间后，突然其中一灯熄灭，而电流表和电压表的示数都不变，出现这一现象的原因可能是（）

A．L1短路B．灯L2短路

C．灯L1断路D．L2断路

16．如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电路正常工作，过一会儿，两表示数都变大，则该电路中出现的故障可能是（）

A．灯L断路

B．灯L短路

C．电阻R断路

D．电阻R短路

17．原来室内电灯正常发光，在电风扇开关断开的情况下，把电风扇的插头插入插座，室内灯全部熄灭，保险丝熔断，发生这一现象的原因可能是（）

A．电风扇的功率过大B．插座处原来短路

C．电风扇插头处有短路D．电风扇内部有断路

18．如图所示电路，当开关S闭合后，两表均有示数，过一会儿发现电压表示数突然变小，电流表示数突然变大。

下列故障可能的是（）

A．L1灯短路

B．L2灯短路

C．L1灯丝断路

D．L2灯丝断路

19．如图所示电路电源电压不变，只闭合开关S1时，电流表的示数为0.2A；只闭合开关S2时，电流表的示数为0.1A；只闭合S3时，电流表的示数为0.6A。

只断开开关S2时，电流表的示数为____，只断开开关S3时，电流表的示数为_____，三个开关都闭合时，电流表的示数为____，如果电阻R2＝10，则电源两端电压等于____．

20．如图所示，已知R2＝2R1，电源电压U＝10V，且保持不变，当闭合开关S，并调节滑片P使它位于R3的A处，这时流过R3的电流为IA；后断开开关S，并调节滑片P，使它位于R3的B处，这时流过R3的电流为IB，电压表示数为3V．若两次电流IA∶IB＝2∶1．

求：

（1）先后两次电压表示数比；

（2）RA与RB之比．

（a）（b）（c）