初中物理电路动态分析和电路故障分析专题

电路动态分析和电路故障分析

电路动态分析

知识精要

一、什么是动态电路问题？

动态电路是指当电路中的电阻、电键等发生变化时，会引起电路中的电流、电压等电学物理量发生变化的现象。

在初中物理中，一般会有以下两种原因：

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。

2电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化。

二、动态电路问题的解题思路什么？

1、对滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化问题，方法：

①明确电路（电压表直接去掉，电流表看做导线，简化电路，明确电阻或用电器的串并联关系）；

②判断准各电流表、电压表的测量对象（每个电表分别测的是谁的电压和电流）；

③滑动变阻器的滑片P向某个方向滑动后，使电路的总电阻发生了怎样的变化；

④再根据欧姆定律判断电流、电压的变化。（注意串、并联电路电流、电压关系的运用）。

2、对电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化问题，方法：

①明确电键断开和闭合是分别是什么电路；

②画出等效电路（电压表直接去掉，简化电路）；

③明确电键断开和闭合时各电流表、电压表的测量对象；

④再根据欧姆定律判断电流、电压的变化。（注意串、并联电路电流、电压关系的运用）。

三、动态电路问题的题型有哪些？

第一种类型：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。

1、串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化问题。

2、并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化问题。

第二种类型：电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化。

1、串联电路中电键的断开或闭合引起的变化问题。

2、并联电路中开关的断开或闭合引起的变化问题。

第三种类型：电学物理量的差值、比值、乘积、变化量等问题。

1、串联电路中电学物理量的差值、比值、乘积、变化量等问题。

2、并联电路中电学物理量的差值、比值、乘积、变化量等问题。

题目精解

一、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

1．串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化

[例1]如图1，是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向左移动时，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左移→R2↓→R↓→I↑→A表↑。

R1不变→IR1↑→U1↑→V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↑。

[变式训练题]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1 图2 图3

[例2]如图2，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，被跨接在电压表的电阻随着变小，根据分压原理：V表示数减小。

[变式训练题]如图3，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。

[例3]在如图4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。

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R L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，小灯两端的电压也将变小，小灯的功率P=U L I也将变小，所以小灯的发光将变暗。本题正确答案为D。

[变式训练题] 在如图5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4 图5 图6 图7

2．并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化

[例4]如图6，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？

分析：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，R2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。

[变式训练题]如图7，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？

二、电键的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化

1．串联电路中电键的断开或闭合引起的变化

[例5]在如图8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”)。

分析：在电键尚未闭合前，两个电阻组成串联电路。电压表测量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。

[变式训练题]在如图9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”)。

图8 图9 图10

2．并联电路中电键的断开或闭合引起的变化

[例6]在图10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”)。

分析：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