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

1、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 = IRR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。II总 = I1 = I 2 = = I N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 + U 2 + + 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 +

2、+ 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 + I 2 + + I N电压关系：并联电路，支路两端电压等于电源总电压。U总 = U1 = U 2 = = 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 + 1R总 R1 R2+ 1RN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

3、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 V 1的变化电压表 V 2的变化变大（向右）变小（向左）2. 滑动变阻器变化电流表 A 1的变化电流表A 2 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

4、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

5、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：电压表损坏； 电压表接触不良； 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：电流表短路； 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

6、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

7、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

8、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

9、 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

10、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

11、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（ ）AA1、A3 示数不变，A2、V 示数变小 BA1、V 示数不变，A2、A3 示数变小CA1、A2、V 示数不变，A3 示数变小 DA2、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

12、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 ）AA1、A3 示数不变，A2、V 示数变小 BA1、V 示数不变，A2、A3 示数变小C.A 1、A2、V 示数不变，A3 示数变小 DA2

13、、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

14、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

15、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

16、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

17、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 BC 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

18、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

19、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

20、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 20k，温度越高， 阻值越小，当温度高于 80时阻值低于 100电压触发器（相当于电压表）检测到电压低于 1V 时， 触发蜂鸣

21、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

22、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

23、 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

24、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 ）AL1 短路 BL2 短路 CL1 断路 DL2

25、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【

26、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 CL2 断路 DL2 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

27、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

28、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

29、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 15，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

30、电路接触良好，电阻不计。已知电源电压为 4.5V，电阻 R05。（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 03V，电流表量程为 00.6A，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 4；（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