浙教版八年级科学上册电路故障与动态分析教案文档格式.docx
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教学过程
一.电路动态分析
动态电路就是通过滑动变阻器滑片的移动或电键的闭合与断开,引起电路中的电流、电压发生相应变化的电路,分析这类因果关系的试题一般称为“动态分析题”。
中考只要求有两个用电器(电阻、灯泡)的串联或并联电路,涉及电路的连接方式、串联和并联电路的特点、欧姆定律、滑动变阻器的使用等知识,是近年来物理中考的热点问题,也是难点之—,一般以选择题或填空题的形式出现。
在进行电路动态分析时。
应遵循以下三个步骤:
第一:
确定电路的连接方式;
可以来用“去表法”简化电路(即先将电流表看作一根导线,将电压表看作断路),判断电路是串联还是并联,也可以采用电流法判断电路的连接方式(即沿着电流的方向看电流有几条通路,只有一条通路的电路是串联电路,有两条通路的电路是并联电路);
第二:
明确电表所测量的对象或开关的控制对象;
开关和电流表与被控制(或被测量)的电路元件一定是串联的,电压表与被测量的电路元件—定是并联的;
第三:
明确电路发生变化的原因;
电路发生变化究竟是开关的通断引起的,还是滑动变阻器的滑片P的位置改变引起的,综合运用电学知识,根据条件,经过推理得出正确的结论。
解题关键
1、串联电路是分压电路,在串联电路中,电阻越大的,分的电压越(多或少);
并联电路是分流电路,在并联电路中,电阻越大的分的电流越(多或少)。
2、在串联电路中,当只有其中一个电阻的阻值变大时,它的总电阻将变(大或小);
在并联电路中,当只有其中一个电阻的阻值变大时,它的总电阻将变(大或小)。
3、有公式I=U/R得,当电压不变时,电阻越大,电流就越(大或小);
有公式U=IR得,通过电阻的电流越大,它两端的电压也越(大或小);
第二部分:
例题解析
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。
点拨:
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↑。
练习
1.如图所示,电源电压保持不变,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列
说法正确的是[来源:
学§
科§
网Z§
X§
K]
A.V1示数增大,V2的示数增大B.V1示数减小,V2的示数增大
B.C.V1示数减小,V2的示数减小D.V1示数增大,V2的示数减小
2.(2012山东泰安)如图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,下列说法正确的是()
A.电流表的示数变大B.电压表的示数变大
C.电压表与电流表示数的比值不变D.电压表示数变大,电流表示数变小
3.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,滑动变阻器的滑片向右移动时,三个电表的示数变化情况是
A.A的示数变小,V1的示数不变,V2的示数变小
B.A的示数变大,V1的示数变大,V2的示数变小
C.A的示数变小,V1的示数不变,V2的示数变大
D.A的示数变大,V1的示数变小,V2的示数变大
4.如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,开关S闭合后,滑片向右移动时()
A.电流表示数变大,电压表与电流表示数之比变大
B.电流表示数变小,电压表与电流表示数之比不变
C.电流表示数变大,电压表与电流表示数之比不变
D.电压表示数变大,电压表与电流表示数之比变大
5.如图所示的电路,开关s闭合后,滑动变阻器滑片P向右滑动的过程中,有关电流表、电压表的读数以及灯泡亮度的变化,下列说法中正确的是()
A.电流表的读数变大,电压表的读数变小,灯泡变暗
B.电流表的读数变小,电压表的读数变大,灯泡变亮
C.电流表、电压表的读数都变小,灯泡变暗
D.电流表、电压表的读教都变大,灯泡变亮
6.电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度,其原理是:
光照增强,光敏电阻Rx阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃透明度下降,反之则玻璃透明度上升,若电源电压不变,R0是定值电阻,则下列电路图中符合要求的是()
7.如图为小科设计的遮光感烟探测器部分工作原理图,在一个外部光线无法进入的烟室中,装有一个激光发生器及带有一感光电阻(R0)的电路,R为定值电阻,电源电压恒定;
当烟雾进入烟室后,激光被烟雾遮挡而使感光电阻的阻值发生变化。
当烟雾达到某一浓度时,探测器便会发出警报。
已知光照越强,感光电阻阻值越小,反之则越大。
当烟雾进入烟室并越来越浓时,则()
A.电路的总电阻逐渐变小B.电压表的示数逐渐变大
C.电流表的示数逐渐变大D.R消耗的功率逐渐变大
8.二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测,它的原理是其电阻随一氧化碳浓度的增大而减小,若将二氧化锡传感器接入如图4所示的电路中,当二氧化锡传感器所处空间的一氧化碳浓度增大时,电压表示数U与电流表示数I发生变化,其中正确的是()
A.U变小,I变小B.U变小,I变大C.U变大,I变小D.U变大,I变大
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2]如图6,当滑片P向右移动时,A1表、A2表和V表将如何变化?
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。
1.如图7所示,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,各电表示数变化正确的是()
A.电流表和电压表的示数均变小B.电流表和电压表的示数均变大
C.电流表示数变大、电压表的示数不变D.电流表示数变小、电压表的示数不变
2.在图1所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,不变的是()
A.电流表A示数与电流表A1示数的差值B.电压表V示数与电流表A示数的比值
C.电压表V示数与电流表A示数的乘积D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积
3.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片滑动时,发现电流表
的示数变大,则
A.滑动变阻器的滑片在向左滑动B.电压表
的示数变大
C.电流表
的示数变大D.电压表
与电流表
示数的比值变大
二、开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化
1.串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
[例3]在如图8所示的电路中,将开关K闭合,则电流表的示数将______,电压表的示数将________(均填“变大”、“变小”或“不变”)。
在开关尚未闭合前,两个电阻组成串联电路。
电压表测量R1两端的电压,开关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。
在开关尚未闭合前,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;
开关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。
1.在如图9所示的电路中,当开关K断开时,电阻R1与R2是________联连接的。
开关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.并联电路中开关的断开或闭合引起的变化
[例4]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”)。
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”。
.如图所示的电路中,电源电压恒定,当开关S闭合时()
A.V表示数变小,A表示数变大B.V表示数变大,A表示数变小C.V表示数不变,A表示数变小D.V表示数不变,A表示数变大
电路故障分析
电路故障----是指电路连接完成通电时,整个电路或部分电路不能正常工作。
产生电路故障的主要原因有:
①元件本身存在问题,如元件内部开路、短路;
②电路导线接触不良或断开等;
③连接错误(导线接用电器两端短路)。
做题思路:
确定电路故障的性质,即断路还短路;
确定电路故障发生的位置
(1)电灯故障分析方法
先分析电路连接方式,再根据题给条件确定故障是断路还是短路
两灯串联时,如果只有一个灯不亮,则此灯一定是短路了;
如果两灯都不亮,则电路一定是断路了;
两灯并联,如果只有一灯不亮,则一定是这条支路断路;
如果两灯都不亮,则一定是干路断路;
(2)电表示数变化故障分析方法
首先正确分析电路中电压表,电流表的测量对象,根据电表示数变化情况并结合串并联电路的特点分析电路故障原因。
电压表串联接入电路中时,该部分电路断路,但电压表有示数。
此时与电压表串联的用电器视为导线(测电源电压)。
(3)位置确定
a.开路故障区域判断方法:
①导线法②电流表法③灯泡法④电压表法
b.局部短路故障区域的判断方法②电压表法
例六、如图,闭合开关时,发现电压表、电流表的指针都没有偏转;
将灯L1和L2的位置互换后,发现电流表指针仍不动,但电压表却有明显偏转。
则该电路故障是()
A、只有L1开路
B、只有L2开路C、L2和电流表都开路
D、L1和电压表都开路
例七、如图所示电路中,电源电压不变,闭合开关S后,L1,L2都发光,一段时间后,其中一灯突然熄灭,而电流表电压表的示数都不变,产生这现象的原因是:
()
A、灯L1知路;
B、灯L2短路;
C、灯L1开路;
D、灯L2开路。
【题目变式】如图所示电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合后,电路正常工作。
一段时间后,其中一盏灯突然熄灭,两只电表中一只电表示数变小,另一只电表示数不变。
出现这种现象的可能原因是:
A.L1开路B.L2开路C.L1短路D.L2短路
故障分析:
并联电路,既然有一灯亮,说明这一灯亮的电路是通路的,那盏不亮的灯一定是开路。
(因为如果短路,会烧坏电源所有灯都不亮了)
课堂练习
.(2012湖北黄石,第30题)在如图所示的电路中,电源电压是6V,当开关闭合后,只有一只灯泡发光,且电压表的示数为6V,产生这一现象的原因是()
A、灯L1短路B.灯L2短路C.灯L1断路D.灯L2断路
4、如图所示电路,电源电压保持不变,三只电表均完好.开关S闭合后,发现只有两个电表的指针发生偏转,若电路中只有一个灯泡出现了故障,则可能是()
A.电压表V1示数为零,灯L1断路B.电压表V1示数为零,灯L1短路
C.电流表A示数为零,灯L2断路D.电流表A示数为零,灯L2短路
5、在图中所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作一段时间后灯熄灭,且只有一只电表的示数变大。
若电路中只发生一处故障,且只发生在灯L或电阻R上。
如果将灯L和电阻R的位置对换后,下列判断正确的是:
A、若R短路,则两电表的指针均无偏转
B、若R断路,则两电表的指针均发生偏转
C、若L短路,则两电表的指针均发生偏转
D、若L断路,则两电表的均无偏转
6、如图所示的电路,闭合开关,两只灯泡都不发光,且电流表和电压表均没有示数。
现仅将L1和L2两灯泡的位置对调,其它不变。
再次闭合开关时,发现两只灯泡仍不发光,电流表指针仍然不动,但电压表的指针却有了明显的偏转。
根据以上信息可以判断()
A、电流表损坏了B、灯泡L1的灯丝断了
C、灯泡L2的灯丝断了D、电源接线处松脱
10、如图所示,闭合开关S时,小电灯L1、L2都不亮。
用一段导线的两端接触a、b两点时,两灯都不亮;
接触b、c两点时,两灯也不亮;
接触c、d两点时,两灯都亮。
对此,下列判断中正确的是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路
C.开关S断路 D.灯L2短路
二、几种常见题型:
1.串联电路
例3:
如图5所示,电阻R1=12欧。
电键SA断开时,通过的电流为0.3安;
电键SA闭合时,电流表的示数为0.5安。
问:
电源电压为多大?
电阻R2的阻值为多大?
图5
2.并联电路
例4:
两个灯泡并联在电路中,电源电压为12伏特,总电阻为7.5欧姆,灯泡L1的电阻为10欧姆,
求:
(1)泡L2的电阻
(2)灯泡L1和L2中通过的电流(3)干路电流
3.取值范围
例5:
如图6所示的电路中,电流表使用0.6A量程,电压表使用15V量程,电源电压为36V,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,当R2接入电路的电阻是
时,电流表的示数是0.5A,现通过调节
来改变通过
的电流,但必须保证电流表不超过其量程,问:
(1)
的阻值是多大?
(2)
接入电路的阻值最小不能小于多少?
图6
(3)
取最小值时,电压表的读数是多大?
4、电路变化题;
例6:
如图7所示的电路中,电源电压是12V且保持不变,R1=R3=4Ω,R2=6Ω.
试求:
(1)当开关S1、S2断开时,电流表和电压表示数各是多少?
(2)当开关S1、S2均闭合时,电流表和电压表示数各是多少?
5、方程解题
例7:
如右图所示,R1=30欧姆,滑动变阻器的滑片P在中点时,伏特表的示数为3伏,滑片P在b端时,伏特表的示数为4.5伏,求电源电压和滑动变阻器的阻值?
另附
课后作业
学生成长记录
本节课教学计划完成情况:
照常完成□提前完成□延后完成□____________________________
学生的接受程度:
54321______________________________
学生的课堂表现:
很积极□比较积极□一般积极□不积极□___________________________
学生上次作业完成情况:
优□良□中□差□存在问题_____________________________
学管师(班主任)_______________________________________________________________
备注
签字学生
班主任审批
教学主任审批
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