1、电学中动态电路分析一、知识点回顾1.电路特点电路名称 串联电路 并联电路电路图电流 IA=IB=IC IA=IB + IC电压 U = U1 + U2 U = U1 =U2电阻 R = R1 + R2 1/R = 1/R1 + 1/R2 R = R1R2/(R1 + R2)电压与电流分配关系串联分压U1/U2=R1/R2U1/U=R1/R并联分流I1/I2 = R2/R1利用串并联电路中分压分流关系式可以迅速解决问题【练习】1. 在探究电路的电流规律实验时用了图 8 中的某个电路，已知 R1R 2R 3，电流表的读数分别是：A 1 为 0.3A、A 2 为 0.15A、A 3 为 0.45A测
2、量时的电路图应是（ ） 2. 某电器的内部电路如右图所示，其中 R1=12。当在 A、B 两个接线端口接入电压为 10V的电源时，电流表的示数为 0.5A；而把此电源（电压恒定）接在 C、D 两个接线端口时，电流表的示数为 1A，则下列判断中正确的一项是：A可求出 R2 和 R3 的阻值，分别为 R2= 8，R3=2 B可求出 R2 和 R3 的阻值，分别为 R2= 8，R3=12C只能求出 R2 和 R3 阻值的比值， R2 ：R3=1 ：2D电路发生了变化，不符合控制变量法，无法计算3.如图所示电路，当开关闭合时，电压表示数为 6V，已知灯 L2 电阻为 6，电源电压为18V，则 L1 的
3、电阻为（ ） A. 1 B.2 C.3 D.44电源电压保持不变，灯 L 电阻为 8，滑动变阻器最大阻值为 20。当变阻器滑片 P 滑到 A 端时，闭合开关 S1 和 S2，则通过 L 与滑动变阻器的电流之比为（ ）A. 2 : 5 B. 5 : 2 C. 3 ：2 D.2 ：35. 图 8 所示的电路中，电源两端的电压保持不变，电阻 R2与 R3的阻值均为 10.闭合开关S，电流表 A1和 A2的示数之比为 23.若把电流表 A1和 A2分别换成电压表 V1和 V2后，电压表 V1的示数为 U1，电压表 V2的示数为 U2.则下列选项正确的是（ ）AR 1 5 BR 120 CU 1U 23
4、 4 DU 1U 24 3图 56在练习用电压表测量的实验中，小明同学遇到了一个难题：他想测量一个电压约为 18V的电源电压，可手边只有：量程为 3V 的电压表、开关、阻值为R110 、R 220 、R 3140 的电阻各一只。思考了一会儿之后，他利用学过的知识，用手边现有的器材，顺利地完成了测量。请你（1 ）把小明测量时的电路图画在下面的虚线框内。 （在图中标明元件字母）（2 ）如果用 U 表示电压表的读数，请写出电源电压的表达式 。2.电阻串并联的七个推论电阻的串联与并联对于电路的影响可以用七个推论来概括，记住这些推论对于迅速解题时很有益的。1. n 个相同的电阻 R 串联在电路中，总电阻
5、 R 串= 2. n 个相同的电阻 R 并联在电路中，总电阻 R 并= 3. n 个电阻无论串联或者并联，其中任意一个电阻的阻值增大，则电路中总电阻 ；任意一个电阻阻值减小，则电路中总电阻 。4. 在 n 个电阻既有串联又有并联的电路当中，当其中一个电阻的阻值增大或减小时，则总电阻也随之 。5. 一个很大的电阻与一个很小的电阻串联，则总电阻约等于 的电阻；一个很大的电阻与一个很小的电阻并联，则总电阻约等于 的电阻。6. n 个电阻串联，总电阻 任一分电阻，导体串联相当于 7. n 个电阻并联，总电阻 任一分电阻，导体并联相当于 【练习】 1.一个阻值是 0.1 的电阻与一个电阻是 10 的电阻
6、并联，则总电阻是下列的（ ）A. 0.1 R 总 10 B.小于 0.1 C.等于 1 D.等于 10.12.两个阻值相同的电阻，每个电阻阻值均为 R，现将其中一个电阻的阻值增大，则并联后的总电阻（ ）A.大于 R B. 1/2R R 总 R C.等于 1/2R D.小于 1/2R3.关于学校教室电路，下列说法正确的是（ ）A.学校的灯都开时，总电阻最大 B.学校的灯都不开时，总电阻最大C.每多一个教室开灯，学校的干路总电流就会变大D.没多一个教室开灯，学校的干路总电流就会变小4.在你家中，同时工作的用电器越多，则（ ）A.总电阻越大 B.总电阻越小 C.总电流越大 D.用电器两端的电压越大3
7、.欧姆定律（1 ）内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比.（2 ）公式：（3 ）变形式：4.判断电路连接可以 先简化电路，电流表当导线看，电压表当开路看 （图 1）等效电路：如图 1-1、图 1-25.如何判断电流表测量通过哪个用电器的电流？方法一： 看电流表与哪个用电器串联，则就测通过那个用电器的电流（如图 2、图 3).方法二： 电流分析法：看哪些电流流过它，则测通过哪个用电器的电流（如图 4） 。测量通过 的电流；测量通过 的电流；RUIIA3A2V3V1V2A1R1 R2AL2L1AA1A2L2L1A1A2图 1图 2 图 3A1A2R2R3R1图 4V2V3V
8、1R1R2图 1-1R1 R2图 1-26.如何判断电压表测哪部分电路两端的电压？方法一： 电压表与哪个用电器并联就测哪个用电器两端的电压（如图 5）测 两端的电压；测 两端的电压.方法二： 回路法 看电压表与哪个用电器构成一个回路，而且该回路上没有电源，则电压表就测那个用电器两端的电压（如图6）.测 两端的电压.二、动态电路分析的难点：1.知道串、并联电路特点.2.会分析动态电路中由于开关断开、闭合以及变阻器滑片位置的变化引起的电路中电流表、电压表示数的变化.3.学会用“动态”的观点，用“隔离法”把电路简化，从而判断电路的连接方式，弄清电压表所测电压.4电路动态分析题和电路故障分析题是初中学
9、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。三、动态电路的类型及分析类型一：开关的断开或闭合引起电路中电流、电压以及电阻的变化.1串联电路中电键的断开或闭合引起的变化例 1.如图 7 所示电路，将开关 S 闭合，电流表的示数将 ；电压表的示数将 .（选填“变大” 、 “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
10、压表测量 R1 两端的电压，电键 K 闭合后，电阻 R2 被局部短路，电压表变成测量电源两端的电压了，因此电压表的示数将变大。在电键尚未闭合前，电流表测量的是串联电路的电流值，由于此时电阻较大，故电流较小；电键 K 闭合后，电阻 R2 被局部短路，电路中的电阻只有 R1了，因此电流表的示数将变大。针对练习：如图 8 所示电路中，当开关 S 断开时，电阻 R1和 R2是 联，开关S 闭合后，电压表的示数将 （选填”变大“、 ”变小“或”不变“）.2并联电路中电键的断开或闭合引起的变化例 2.如图 9 所示电路中，灯泡 L1和 L2是 联，当开关 S 断开时，电压表的示AV1R1 R2图 7图 8
11、VR1R2图 9VL2AL1V2 V1V1 V2L2L1图 5R2R1V图 6V数将 ，电流表的示数将 .（选填 “变大” 、 “变小”或“不变” ）分析： 明确开关断开和闭合时是什么的电路.电流表、电压表分别测的是哪部分的电流和电压。根据欧姆定律或并联电路的特点判断电流表和电压表示数变化情况. 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，就容易看出 这个电路是“并”联电路。电流表是串联在小灯 L1 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” 。针对练习：如图 10 所示电路
12、，灯泡 L1和 L2是 联，开关 S 断开时，电压表的示数将 ；电流表的示数 A1的示数将 ；A 的示数将 （选填“变大” 、 “变小”或“不变” ）. 类型二：滑动变阻器的 P 的位置的变化引起电路中电流表、电压表示数的变化.1、串联电路中滑动变阻器的滑片的位置的变化引起电流表、电压表的变化。例 3.如图 11，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：“”表示引起电路变化；“”表示物理量增大或电表示数增大；“”表示物理量减小或电表示数减小。P 右移R 2 R 总 I A 表。R1 不变IR
13、 1U 1V 表。（ 判 断 V 表 的 变 化 还 可 以 根 据 串 联 电 路 的 分 压 原 理 来 分 析 ： R2 U2 U1 V 表 。 ）扩展：根据串联电路的特点，滑动变阻器 R2 两端的电压 U2 将 。 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 U2 将不断增大，U 1 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，U 1 将变为 0，I 也将变为 0，这时的电路就相当于断路。这就是用电压表来判断电路断路和短路的道理。 针对练习：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
14、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。图 11 图 12 图 13例 4.如图 12，当滑片 P 向左移动时，A 表和 V 表将如何变化。分析： 首先要确定电路的类型，此电路属于串联电路呢还是并联电路。我们可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。而且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。电压表在本电路中，是测量 R1 和 R2 部分电阻之和的电压，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。针对练习： 如图 13，当滑片 P
15、向左移动时，A 表和 V 表将如何变化。例 5.在如图 14 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 （ ）图 10A VL2L1A1(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。分析： 将电流表等效为一根导线，可以看到电压表直接测量电源电压，因此当滑动变阻器的滑动片 P 向右移动时，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 RL大小不变（注意：在初中阶段，小灯的电阻由于温度的变化引起的变化往往忽略不计） ，因此总电阻变大，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
16、，小灯两端的电压也将变小，小灯的功率 P=ULI 也将变小，所以小灯的发光将变暗。本题正确答案为D。针对练习： 在如图 15 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。图 14 图 15 2、并联电路中滑动变阻器的滑片 P 的位置变化引起电流表电压表示数的变化.例 6.如图 16 所示，当滑动变阻器的滑片向右移动时电流表 A1的示数 ；A 2的示数 ；电压表的示数 。 （填“变大” 、 “变小”或“不变” ）分析： 先确定电路，然后看准每个电表分别
17、测的谁的电压和电流值，再根据欧姆定律判断变化，欧姆定律无法判断的再用电路的电流、电压、和电阻的关系判断。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 R1 这条支路没有影响，所以电流表 A1 示数不变。滑片 P 右移，R 2 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 A2 示数也会变小。针对练习：如图 17 所示，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表 A1将 ；A 2将 ；电压表的示数将 .（填“变大 ”、 “变小”或“不变” ） 四、电路的故障引起电路中电学物理量的变化及故障原因
18、分析例 7. 在图 17 所示的电路中，电源电压不变。闭合电键 K 后，灯 L1、L 2 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。A2VR1R2A1图 16A2VR1R2A1图 17分析： 属于电路故障分析题。 “段时间后，其中的一盏灯突然变亮”排除了电路出现断路的情况，那么，故障现象只有发生短路了。电压表 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 Vl 的示数变小说明小灯 L1 发生了短路。本题
19、正确答案为B。图 17 图 18 图 19 图 20针对练习：1. 图 18 中， A、B、C、D 是滑动变阻器的四个接线柱。若将 A、C 分别与图中电路的导线头 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。 2. 在如图 19 所示的电路图中，当电键 K 闭合时 （ ）(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 20 所示的电路中，当电键 K 闭合时，灯 L
20、1、L 2 均不亮。某同学用一根导线去查找电路的故障。他将导线先并接在灯 L1 两端时发现灯 L2 亮，灯 L1 不亮，然后并接在灯L2 两端时发现两灯均不亮。由此可以判断 ( ) (A)灯 L1 断路。 (B)灯 L1 短路。 (C)灯 L2 断路。 (D)灯 L2 短路。4. 如图 21 所示，电阻 R1 的阻值为 20 欧，R 2 为 40 欧，当电键 K 断开时，电流表 A 的示数为 0.1 安，则电源电压为_伏。若电键 K 闭合时，电流表 A 的示数为_安。图 21 图 22 图 235. 在图 22 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，且电压表
21、V 的示数为 6 伏。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。6. 如图 23 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，电压表 V 示数变大(C) 电流表 A 示数变小，电压表 V 示数变大 (D)电流表 A 示数变小，电压表 V 示数不变7. 如图 24 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“ 变大”) 。 图 24 图 248. 在电路中，发生了如图 24 所示的
22、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，包括所用器材、观察到的现象和结论：SP AV五、综合练习运用欧姆定律以及电阻推论迅速解决选择题中的动态电路问题对于动态电路问题，如果是选择题可以运用此法分析解决，如果是需要计算的话，还是需要等效电路图的辅助解决1如图所示电路中，电源电压保持不变，当开关 S 闭合，滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，电表的示数变化情况是A电流表示数增大，电压表示数增大B电流表示数减小，电压表示数增大C电流表示数不变，电压表示数不变D电流表示数减小，电压表示数
23、不变若滑动变阻器最大值为 20，电源电压稳定为 10V，电阻 R 大小 10，求当滑动变阻器滑片 P 从中点滑向最左端时候电流表与电压表的示数分别变化了多少。2.如图所示电路，电源电压恒定， R0为定值电阻， R 为滑动变阻器闭合开关 S 后，在滑动变阻器滑片 P 向左滑动的过程中A电流表 A1的示数变小B电流表 A2的示数变大C电压表 V 的示数变小D电灯的亮度变暗3如图所示物体 M 在水平导轨上平移时带动滑动变阻器的滑片 P 移动，通过电压表显示的数据，可反映出物休移动距离的大小下列说法正确的是（ ）A物体 M 不动时，电流表、电压表都没有示数B物体 M 不动时电流表有示数，电压表没有示数C物体 M 向右移动时电流表、电压表示数都增大D物休 M 向右移动时，电流表示数不变，电压表示数增大4.如图所示，电源电压保持不变，开关 S 闭合后，当滑动变阻器 R：的滑片 P 向 左移动时，电流表和电压表示数的变化情况是A.电流表的示数变小，电压表的示数变大B.电流表的示数变小，电压表的示数变小C.电流表的示数变大，电压表的示数变大D.电流表的示数变大，电压表的示数变小5.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向左移动时，电压表 V 的示数将 _，电流表 A 与电流表 A1 示数的差值将_。(均选填 “变大” 、 “不变”或“变小”)
