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1、用心爱心专心1 课题 电路动态分析 教学目标认识变化的电路,准确找出变化前后两电路的变化 重点、难点动态电路的连接方式,动态电路的电阻、电流和电压 知识回顾: 串联分压、并联分流 电路动态分析 知识点一、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 R2 R总 I A表。
2、R1不变 IR1 U1V 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:R2U2U1 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, U1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,U1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。 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
3、表的变化。 用心爱心专心2 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 电压表内的电阻随着变小,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
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,小灯两端的电 压也将变小,小灯的功率P=ULI 也将变
5、小,所以小灯的发光将变暗。 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。 用心爱心专心3 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
6、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
7、,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 用心爱心专心4 _;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
8、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” 。 变式训练题 在图 11 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”) 。 图 11 图 12 图 13 三、电路的故障引起电路中电学物理量的变化及故障原因分析 例 7 在图 12 中,当电键 K 闭合后,两只小灯泡发光,电压表示数为4 伏。过了 2 分钟, 电压表示数为
9、0,经检查除小灯泡外其余器材的连接良好,请分析造成这种情况的原因可能 有: _。 分析:电压表示数为0,其原因有三: 1. 电压表没有接好或电压表损坏;2. 小灯 L2短路; 3. 小灯 L1断路。起先,电压表有示数,说明不存在原因1 的情况。那么还有两种情况都是可 能的。答案为:小灯L2短路;小灯L1断路。 变式训练题 在如图13 所示的电路中,电源电压等于6 伏,合上电键后电压表示数为6 伏。经分析得出,电路中可能发生的情况是:_ 。 例 8在如图 14 所示的电路中,电源电压不变。闭合电键K后,灯 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,则产生
10、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。 分析:可以采用排除法。小灯L2短路,会导致电压表示数变小、电流表示数变大;小灯L2 断路,会导致电流表示数变0;小灯 L1短路,会导致两灯都不亮;一灯熄灭而电表示数都不 变,只有小灯L1发生断路时才有此可能。本题正确答案为C。 用心爱心专心5 变式训练题 在图 15 所示的电路中 , 电源电压不变。闭合电键K,电路正常工作。一段时 间后,发现其中一个电压表示数变大,则() (A)灯 L 可能变亮。 (B) 灯 L 亮度可能不变。(C) 电阻 R可能断路。 (D) 电阻 R 可能
11、短路。 图 14 图 15 图 16 例 9在图 16 所示的电路中,电源电压不变。闭合电键K后,灯 L1、 L2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。 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。 随堂练习: 1.图 17 中, A、 B、
12、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。 用心爱心专心6 图 17 图 18 图 19 2.在如图 18 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 19 所示的电路中,当电键K闭合时,灯L1、 L2均不亮。某同学用一根导线去查找 电路的故障。他将
13、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 20 所示,电阻R1的阻值为20 欧, R2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 20 图 21 图 22 5.在图 21 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 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 L
14、2短路。 (C)灯 L1断路。 (D)灯 L2断路。 6.如图 22 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 23 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”) 。 用心爱心专心7 图 23 图 24 8.在电路中,发生了如图24 所示的现象,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
15、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: _ _ 。 欧姆定律精练 1 如图 105 所示,电源电压为36 伏特,灯泡L1 电阻为 10 欧姆,闭合电键后,通过L2 灯泡 的电流强度是0.9 安培,求干路中的电流强度和电路的总电阻。 2如图106 所示,已知电阻R1=6欧姆,通过R2 的电流强度I2=0.5安培,通过R1和 R2 的电流强度之比为I1 :I2=2 : 3 求 R2的阻值和总电压U。 3如图 107 所示电路, 当电键 K闭合后, 安培计的读数为2 安培, 伏特计的读数为6 伏特, 如果 R1=3R2 ,求电阻R1 、 R
16、2的值。 用心爱心专心8 4如图 108 所示,电源电压为15 伏特,电阻R1=R2=10欧姆,求下列情况安培表和伏特表 的示数。 (1)当 K接通时; (2) 当 K 断开时。 5在图 109 所示电路中, 已知电源电压为U ,电路中的电阻为R1 ,通过安培表的电流为I1 。 若想得到通过安培表的电流为3I1 ,需要和R1 并联一个多大的电阻 R2 ? 6在图 110 所示,R1=20欧姆,R2=60欧姆, 电源电压为12 伏特。 (1) 当电键 K1断开,电键K2与 B 端接通时,求R2两端的电 压。 (2) 当电键 K1 与 C 端接通,电键K2与 A端接通时,求安培表 中通过的电流强度
17、。 7将 2 欧姆的电阻和6 欧姆的电阻并联,如果2 欧姆电阻上的电压为6 伏特,那么通过每 个电阻里的电流强度和并联部分的总电流强度各是多少? 8在图 112 所示的电路中, 电阻 R1=4,R2=1,R3为滑动变阻器, 电源电压为12 伏(电 源电压保持不变) 。所用的安培表量程是03A,伏特表的量程为06V,在实验过程中, 为了 使安培表、伏特表都不会损坏,那么滑动变阻器接入电路中的电阻至少多大? 用心爱心专心9 9在图 113 所示的电路中, 电阻 R1 的阻值是 5 欧姆, 干路中的电流强度I 是 0.5 安培, 电 阻 R2两端的电压是2 伏特。求: (1) 通过 R1的电流强度; (2) 通过 R2的电流强度; (3)R2 的电阻值。 10图 44 中定电阻 R1、R2和滑动变阻R 串联, R1和 R2两端的电压分别为U1和 U2,当滑 动变阻器的滑动片P 向右滑动过程中 A. U1 变小, U1/U2 也变小B. U1 变小, U1/U2 不变 C. U1不变, U1/U2 变小D. U1 不变 ,U1/U2 也不变
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