電路動態(tài)分析與電路故障分析專題(已修改)
2025-08-17 10:15 本頁面
【正文】 電路動態(tài)分析與電路故障分析專題電路動態(tài)分析題和電路故障分析題是初中學(xué)生物理學(xué)習(xí)過程中的一個難點(diǎn)，其原因是這兩類題目對學(xué)生有較高的能力要求。進(jìn)行電路故障分析，要以電路動態(tài)分析能力作為基礎(chǔ)，而電路故障分析又是電路動態(tài)分析的載體，因此我們將這兩類分析題整合成一個專題進(jìn)行復(fù)習(xí)有利于提高復(fù)習(xí)的效率。在編排順序中，我們以電路動態(tài)分析作為主線，而將電路故障作為電路動態(tài)變化的一個原因。一、滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中電學(xué)物理量的變化1．串聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化[例1]如圖1，是典型的伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，當(dāng)滑片P向左移動時，請你判斷A表和V表的變化。分析：本題中，為了分析表達(dá)的簡潔，我們約定一套符號：“→”表示引起電路變化；“↑”表示物理量增大或電表示數(shù)增大；“↓”表示物理量減小或電表示數(shù)減小。P左移→R2↓→R↓→I↑→A表↑。R1不變→IR1↑→U1↑→V表↑。判斷V表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理來分析：R2↓→U2↓→U1↑→V表↑。[變式訓(xùn)練題]參考上圖，在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，若由于各種原因，電壓表改接在滑動變阻器的兩端，當(dāng)滑片P向左移動時，請判斷A表和V表的變化。 圖1 圖2 圖3[例2]如圖2，當(dāng)滑片P向左移動時，A表和V表將如何變化。分析：首先要確定電路的類型，此電路屬于串聯(lián)電路呢還是并聯(lián)電路。我們可以將電流表簡化成導(dǎo)線，將電壓表簡化成斷開的電鍵或干脆拿掉。此時可以容易地看出，這是一個串聯(lián)電路。而且發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的滑片已經(jīng)懸空，滑動變阻器接成了定值電阻，所以A表示數(shù)不變。電壓表在本電路中，是測量R1和R2部分電阻之和的電壓，當(dāng)滑片P向左移動時，被跨接在電壓表內(nèi)的電阻隨著變小，根據(jù)分壓原理：V表示數(shù)減小。[變式訓(xùn)練題] 如圖3，當(dāng)滑片P向左移動時，A表和V表將如何變化。[例3]在如圖4所示電路中，當(dāng)閉合電鍵后，滑動變阻器的滑動片P向右移動時 （ ）(A)安培表示數(shù)變大，燈變暗。 (B)安培表示數(shù)變小，燈變亮。(C)伏特表示數(shù)不變，燈變亮。 (D)伏特表示數(shù)不變，燈變暗。分析：將電流表等效為一根導(dǎo)線，可以看到電壓表直接測量電源電壓，因此當(dāng)滑動變阻器的滑動片P向右移動時，電壓表的示數(shù)將不會變化；而電阻R的阻值變大，小燈的電阻RL大小不變（注意：在初中階段，小燈的電阻由于溫度的變化引起的變化往往忽略不計(jì)），因此總電阻變大，電流變小，所以電流表示數(shù)變小。從串聯(lián)電路的分壓角度分析，小燈兩端的電壓也將變小，小燈的功率P=ULI也將變小，所以小燈的發(fā)光將變暗。本題正確答案為D。[變式訓(xùn)練題] 在如圖5所示電路中，當(dāng)閉合電鍵后，滑動變阻器的滑動片P向右移動時（ ）(A)伏特表示數(shù)變大，燈變暗。 (B)伏特表示數(shù)變小，燈變亮。(C)安培表示數(shù)變小，燈變亮。 (D)安培表示數(shù)不變，燈變暗。圖4 圖5 圖6 圖72．并聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化[例4]如圖6，當(dāng)滑片P向右移動時，A1表、A2表和V表將如何變化？分析：并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，等于電源電壓，故電壓表V示數(shù)不變。由于并聯(lián)電路各支路獨(dú)立工作，互不干擾，滑動變阻器滑片P向右移動時，對R1這條支路沒有影響，所以電流表A1示數(shù)不變?；琍右移，R2變大，兩端電壓不變，故電流變小，干路中電流也隨之變小，所以A2示數(shù)也會變小。[變式訓(xùn)
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