初中物理竞赛辅导(电路及电路分析问题

精典培优训练《电路问题》

1图中四个灯泡①连接方式是 []

在电路中，同一条导线（不论其长短，只要其电阻可忽略不计）①两端可认为是同一点（相 当于把这条导线缩短到两端合为一点一样，

因为这条导线①电阻不计，则其长短对电路中电

流①大小并无影响），由此我们把图中同一条导线①两端用同一个字母表示如图.在图中， 灯L1、L2、

L3①两端都分别与 A 、B 两点相连，故图又可等效地画成为下图.

答案：由图可见，L1、L2、L3、L4四灯泡①连接是 L1、L2、L3三灯并联后再与灯 L4串联， 故本题答案为D.

2 •物理小组制作了一个自动控制器，其中有一个调压电路如图所示，滑动变阻器

R ①最大

阻值是100欧，负载电阻R/。阻值为100欧，A 、B 间电压为10伏，保持不变。使用过程 中发现这个电路

①调压范围和原设计不符， 检查结果是图中F 处导线折断，滑动头P 由上向

下移动时，如果电路完好，

CD 两端①电压范围应是 ________ 伏至 ________ 伏；如果F 点导线折

断，CD 两端①电压范围是 ________ 伏至 _______ 伏。

c* Pr

1— R

U = 10V

1 \

匚J

F

D

思路点拨

如果电路完好，当滑片 P 接于R 上端时，R 获得最大电压为10V ，当滑片P 接于R 下 端时，R'被短路，R 获得最小电压为零. 如果F 点导线被折断，当滑片P 接于R 上端时，R' 获得最大电压为1OV 当滑片

P 接于R 下端时，相当于 R 与R 串联后接于A 、B 之间，由于 R'= R ,故此时R'获得最小电压为 U/2=5V .

*®1

Li La

A.

四灯串

联。

B

C. L2、L3、L4并联，再与 L1串联。

D . L1、L2、L3并联，再与L4串联。

.四灯并联。

答案:10, 0, 10, 5

电路问题二

如下图所示，将 R I 、R 2、R 3、R 4、R 5五只阻值不等①电阻并联后接在电源电压为 6伏

①电路中，若电阻 R I ①阻值为50欧，R 5为10欧，且R 1 > R 2> R 3> R 4> R 5 .当电键S 闭合 后，可判断电

流表①示数范围是 ____________________ .

思路点拨

在图所示①电路中，R 2、R 3、R 4三个电阻①值越大，则整个并联电路①电阻值越大， 若只2、R 3、

R 4三个电阻①值越小，则整个并联电路①电阻值越小.若让它们取尽可能大① 值，它们都只可能接近 R 1(R 1= 50Q )但必小于R 1；若让它们取尽可能小①值，它们都只可 能接近R 5(R 5= 10 Q )但必大于R 5.

取R2=R3=R4=5@，贝y R1、R2、R3 R4、R5①并联总电阻 R 大满足

1 I 丄1丄l 丄1亠丄

恥 Rt J?3 R 3 R 4 R J

代入数值得：R 大=5. 56 Q 则电路中①总电流

取R2=R3=R4=1Q ，贝U R1、R2、R3 R4、R5①并联总电阻 R 小满足

+ 1 + 1 . 1 . I

R 力

R 2 辰$ R 斗 R 5

代入数值可解得：R 小=2. 38 Q 则电路中①总电流

蔬X2.52A

事实上以上解出①I 大和I 小都是这一电路中①电流可以接近但不能达到①值, 路中电流①取值范围应为

I 大〉I > I 小

答案:2. 52A > I > 1.08A

故此电

电路分析问题一

某同学按图所示①电路图连接电路进行实验. 若图所示①实验器材中，灯L 1、L2完全

相同，且不考虑温度对灯①电阻①影响•实验时，该同学把滑动变阻器R/骨片P移到A、

E、C三个位置，并记下各电表①示数，表1记录是该同学测得①实验数据•过一段时间，

这位同学发现灯L L 20亮度都发生变化，为了探究其原因，于是这位同学又将滑片P移

表1第一次实验测得实验数据

表2

表3

根据上述实验数据，回答下列问题：

(1)根据表1中O实验数据，请通过分析、归纳完成表1中“ A 2表示数”下O空格.

(2)根据表1、表2中O实验数据，请通过比较，分析，说明实验时灯L 1、L 2亮度O 变化及原因.

(3)若该同学

在探究灯L 1、L 2亮度O变化及原因时，测得各电表O示数如表3所示, 请说明在这种情况下，灯L 1、L 2亮度O变化及原因.

思路点拨

由于电压表①电阻可视为无限大而电流表①电阻可视为零， 故在电路分析时，可将电压

表处视为断路而电流表处则视为短路， 据此，将图中①电压表和电流表先行取出，

则图①电

路等效地变为上图所示①电路，由图可见，

R i 、L i 、R 2、L 2所在①部分电路实际上就是 R i

与L i 并联、R 2与L 2并联，再由这两个并联部分串联而成•结合图可见，电压表 V 量得①

是上述串联电路◎总电压，

而电压表V2量得①则是电阻 R2两端①电压，即上述两并联部分

①第二个并联部分①电压，电流表 A i 与灯L i 串联，它量得①是通过灯

L i ①电流，电流表

A3与电阻R2串联，它量得①是通过 R 2①电流，电流表A2量得①则是整个电路中◎总电流.

将

电流表、电压表补画入图中，则得到图所示①电路， 显然，这一电路和图仍然是完全等效①. 答案：(i)在图中，以I i 、|2、|3分别表示电流表 A l 、 A 2、A 3①示数，U i 、U 2分别表示电压 表Vi 、V2①示数，并且注意到

Ll 、L2完全相同，则流过灯 L 2①电流为

U 2

R

灯

则电流表A2①示数为

以◎、122、I 23分别表示表i 中三次实验A 2①示数，并以各对应数据代入上式则可得到

(2) 由表2①实验数据可见，在第 4、5、6次实验中，Ai 表①示数和 A2表①示数总是 对应相等，由图可

见，这只可能是电阻

Ri 断路或者是电灯 Li 被短路，而若是 Li 被短路，

则应有电压表 Vi 和V2①示数相等，又由表2中看到这两个示数并不相等， 所以电路出现① 变化(由此引起灯Li 、L2①亮度发生变化)①原因只可能是电阻 Ri 断路.

而电灯L i 处应有

R 灯二 U LI

U -U 2

I i

I i

U 2 U

I i

I

2

=

12i = 0.48+ i.2O 4.80-i.2O

122= 0.40+

i.2O 4.80-i.00 0.32+

0.80 3.20- 0.80

0.36= 0.60(A) 0.3(= 0.50(A) 0.24= 0.40(A)

L2

U