初三物理电路分析

初三物理电路分析 “三步”解决初中电路分析问题 初中电路问题的分析一直是教师教学的重点和难点，也是学生认为学物理难的一大因素，本文针对初中阶段电路及电的特点，通过三个步骤轻松解决电路分析问题，即通过电路简化、电表对应、电路判断。 一、方法介绍: 1.电路简化 这是电路分析中的一个非常重要的步骤，只有把比较复杂的电路简化才能进行电路的分析。对于电路的简化概括为一下几种方法: ?对于电路中存在的电流表，由于其电阻极小，因此可以用导线将其取代; ?对于电路中存在的电压表，由于其电阻极大，因此可以看作断路而直接将电压表去掉; ?对于电路中存在的短路、断路的这部分电路，由于实际没有电流通过，因此也可以直接将该部分电路去掉; ?对于电路出现的导线端点可以不经电源、用电器、等任意移动; ?对于电路中出现的滑动变阻器，可以看作是有两个定值电阻组成的电路。 经过以上几种电路简化后，电路就会变得比较简单，容易识别出是并联还是串联，明确各用电器的关系，接下去进行第二个步骤是电表的对应。 2.电表对应 经过电路简化后，电路中基本只出现电源、用电器，电路显得比较简单，把刚才去掉的电表复原上去，。 3.电路判断 根据题目要求对简化后、电表复原后的电路，结合串并联电路的知识、综合题意进行判断，比如电表的测量分析、电路连接的分析、电路故障的分析、动态电路各电表的示数变化情况等。 二、典型例题分析: (注:以下分析电压表和电流表分 别用“A表、V表”代替) 例1如图1-1所示的电路，开关S 闭合后，判断电路的连接情况及各电 表的测量对象。 分析:电路看上去比较复杂，首先利用电路简化原则1和2，把电路中的A表和V表处理掉，V表当断路去掉，A表用导线代替，简化成如图1-2，则一眼就能看出电路的连接情况——串联。 再把电表复原上去，这样就容易 判断出电表A1和A2测串联电路 的电流，且两者相等，V1测R1、 V2测总电压、V3测R3。 例2如图2-1所示的电路， 分析开关S闭合前后A表和V表 的变化情况。 分析:根据电路简化原则3，开关S闭合前，相当于此处电路断路，可以把它去掉，如图2-2，则R1和R2串联，V表测R1的电压;当开关S闭合后把R2短路，则该部分电路也可去掉，如图2-3，则电路中只剩下R1，虽然V表仍然测R1，但此时也相当于测电源总电压，因此V表示数变大，同样原来两个电阻串联，现在电路中只有一个电阻，总电阻变小，则A表示数也变大。 例3如图3-1所示，判断V表的测量对象。 分析:根据电路简化原则4，可以把V表连接的点1、点2，适当移动到分别到点3、点4，如图3-2和图3-3所示，则容易判断出V表测的是R2的电压。 例4如图4-1所示，滑动变阻器的滑片向右移动时，各电表示数变化情况。 P 分析:首先把V表当作断路去掉，很明显电路的连接是串联，滑动变阻器在这里相当于是个定值电阻，因此无论滑片如何移动，电路中的总电阻未变，因此A表的示数不变，再根据电路简化原则5，可以把滑动变阻器R1看作两个定值电阻，如图4-2所示，则V表测Ra和R2，当滑片P向右移动，实际是Ra的电阻在变小，因此V表测的Ra和Rb的总电阻在变小，因此V表的 示数变小。 例5在图5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 分析:本题是电路故障的分析。首先根据电路简化的原则，判断出灯L与R 之间的连接方式串联，同时也判断出V1测的是电源电压的值，V2测的是R的电压，显然电源电压是不变的，因此V1的示数是不可能变化的，显然只能V2变大，即灯L的分压变变小，R处的分压变大，由于是串联，这里有两者可能， 即灯L短路，没有分到电压使原来的分压都给了R，即使V2增大;或R断路使V表串联在电路中，由于V表的电阻极大，在串联电路中电阻大的分压大，因此也比原来的分压大;或两则同时存在。 例6如图6-1所示，电源电压保持不变，闭合开关S，滑片P向右移动，各电表的变化情况怎样。 分析:本题是一个比较复杂、综合的电路分析题。首先根据电路的简化原则，进行如图6-2所示的简化，把虚线框内的部分电路去掉，变成如图6-3所示的电路，很明显灯L与滑动变阻器的连接方式是并联，再把各电表进行对应，A1测滑动变阻器的电流，A2测干路电流，V表测并联电路的路端电压，最后判断，当滑片向右移动是变阻器的阻值变大，则A1和A2均变小，V表示数不变。 三、对应演练: 1. 在图7中，灯泡L和灯泡L是_ _ __联连接的。当电键K断开时，电压表的示数将________;12 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”)。 2.在如图8所示的电路中，当电键K断开时，电阻R与R是________联连接的。电键K闭合时，12 电压表的示数将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。 3. 在如图9所示的电路中，当电键K闭合后，电路中A表、V表及灯泡亮度的变化情况。 4. 在如图所示的电路中，电源电压不变。闭合电键K后，灯L、L都发光。一段时间后，其中12 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L短路 B(灯L短路 C(灯L断路 D(灯L断路 1212 5. 如图所示，闭合电键K，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表的示数将_不变_，电压 表的示数将 不变 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。 参考答案: 1. 并;变小;不变;变小。 2. 串;变大。 3. A表示数变大;V表示数变小;灯泡变亮。 4. C。 5. 不变;不变。 初三物理电路故障分析 初中的电学故障题，一般可分为两大类型:实验电路故障题和家庭电路故障题。由于家庭电路故障题相对较为简约，所以本次只对实验电路故障题作一些剖析，希望提高考生的分析能力和解题能力。 电路既然有了故障，那么它的外在现象就很不正常了。如灯泡不亮，电流表指针不偏转，电压表的示数要么为零、要么等于电源电压等等。按照电表在电路中使用时的方法不同，又可以把此类故障题分为以下两种情况: (一)电压表、电流表固定测试 以下图所示的电路图为例，从电压表的示数着手，可以得到如下所示的故障分析表: 电压表示数 原因分析 具体表现 伴随的其他现象 ?干路断 L2断丝 灯不亮，电流表无示数 电压表 ?电压表被短路 L1被短路 一灯亮，电流表有示数 示数为零 电压表接线柱接触?电压表接触不良 两灯亮，电流表有示数 不良 ?V表直接并在电源 L2被短路 一灯亮，电流表有示数 两端 电压表示数 为电源电压 灯不亮，电流表指针几乎不偏?电压表串联接入 L1断丝 转 说明:?由于电压表和灯L1并联，所以L1所在的支路不在干路之列。?当电压表串联接入电路中时，因电压表的电阻远远大于灯泡的电阻，根据串联电路的分压作用，电压表两端的电压也将远远大于灯泡的电压，一般认为等于电源电压。?上表中没有考虑电压表和电流表坏了的情况。从表中可以看出，不同的故障对应有不同的现象，所以我们可以根据外在的现象来判断内在的故障。在用上表来解题时，重要的是理解原因和现象的因果关系而不是死记硬背。 例1:在如图所示的电路中，当闭合开关S后，发现两灯都不亮，电流表的指针几乎指在“0”刻度不动，电压表指针则有明显偏转，该电路中的故障可能是( ) A(电流表坏了 B(灯泡,1的灯丝断了 C(两个灯泡都断路 D(灯泡,2的灯丝断了 【分析】“电压表指针则有明显偏转”意指电压表的示数已等于电源电压，再结合“灯不亮、电流表的指针几乎指在‘0’刻度不动”的现象，可知此故障的原因应为表中的第5种情况。故选D。 例2(如图,由于电路中有一处发生故障，导致电压表的示数为0，则下列关于电路故障的说法中正确的是 A(一定是灯泡L1短路 B(可能是灯泡L1开路 C(可能是灯泡L2短路 D(可能是灯泡L2开路 ( ) 【分析】由表中可知，“电压表示数为0”应有三种可能性，故不应选A而应选D。 (二)电压表移动测试 解此类故障题的关键是要理解:当电压表的示数不为0时，一定有电流流进电压表(尽管这股电流非常小)，进而可以推断出“干路不断”;反之，若电压表示数为,，则在流经电压表的支路上肯定存在断路现象。我们可以用下面的图来体现这层意思。 电压表有示数 ? 一定有电流流进电压表 ? 干路不断 例3(两盏电灯串联如图所示，电源电压是6伏。闭合开关以后，电灯不亮，导线都是好的。用电压表测A、B间和B、C间的电压都是0，而测得C、D间的电压是6伏。则故障可能是( ) A(L1断路 B(L2断路 C(开关没接通 D(以上都有有可能 【分析】设想把电压表接在C、D间(如图)，从C、D间的电压是6伏，可知一定有电流流进电压表，进而可知干路一定不断，故选C。 事实上，我们也可以从电流的流经路线来分析，既然有电流流进电压表，则“正极?A点?L1?B点?L2?C点?电压表?D点?负极”一定是通路。同样也可选出正确答案C。 例4(如图，L1、L2是两盏完全相同的小灯泡。S闭合后，L1、L2均能正常发光，过一会儿两灯均不亮。若用导线分别连接S、R两端，电路均无变化，L1、L2仍不亮。若用电压表测L2两端的b、c两点，电压表的示数明显高于L2的额定电压。则( ) A(L1的灯丝断了 B(L2的灯丝断了 C(S损坏了 D(电阻R损坏了 【分析】同上题相似，电压表测b、c两点时有电压，可知干路一定不断(把电压表接在电路上后便可显示干路)，故正确答案应为B。由于此时电压表变成了事实上的串联，故而才有题中的“电压表 的示数明显高于L2的额定电压”。 最后，安排了几道练习题供同学们思考: 1、如图所示电路，闭合开并，两只灯泡都不亮，且电流表和电压表的指针会都不动。现将两灯泡L1和L2的位置对调，再次闭合开关时，发现两只灯泡仍不亮，电流表的指针仍不动，但电压表的指针却有了明显的偏转，该电路的故障可能是( ) A(从,点经电流表到开关这段电路中出现断路 B(灯泡,1的灯丝断了 C(灯泡,2的灯丝断了 D(电流表和两个灯泡都坏了 2、在如图所示的电路中，电源电压不变。 闭合开关S后，灯L1、L2都发光。一段时间后，其中的一盏灯突然熄灭，而电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小。则产生这一现象的原因是( ) A(灯L1断路 B(灯L2断路 C(灯L1短路 D(灯L2短路 3、如图，闭合开关后，发现L1和L2都不亮。为了检查电路中的故障，用电压表去测电压，使电压表的“+”接线柱与a点相连，用另一接线柱分别与b、c、d相连时，电压表的读数为5.6伏，与e相连时的读数为0。根据上述结果，可以判断: 完好的元件有________________;发生故障的元件有____________; 不能判断的部分有_____________。 (答案:1、 C;2 、D;3、变阻器、开关，灯L2 ，灯L1)