内容正文:
核心素养提升(五)
(电路故障分析 动态电路分析)
如何从外部检测植物含水量的变化呢?科学家用条状石墨烯制成的湿敏电阻Rx附着在叶片上,要求植物含水量变低,Rx变小,电表示数变小;植物含水量变高,Rx变大,电表示数变大,为此科学家设计了如图所示电路(电源电压恒定,R0为定值电阻)。你会分析该电路是怎样工作的吗?
探究1 初中阶段的电路故障一般为断路和短路,可针对这两个方面进行分析。明确两种电路表现的现象,分析的思路就一目了然了。电路断路产生的结果是电路不通,直接表现出来的主要现象有哪些?
直接表现出来的主要现象:
(1)用电器不工作;
(2)电流表无示数;
(3)电压表若与电路中的未断路部分并联,则示数为零;电压表若与断开电路的两端连接,则示数接近电源电压。
探究2 用电器被短路的结果是电路仍通,但不通过被短路的用电器,直接表现出来的主要现象有哪些?
直接表现出来的主要现象:
(1)未短路的用电器仍工作;
(2)被短路的用电器不工作;
(3)电流表有示数;
(4)若与电压表并联的用电器无短路,则电压表可能有示数;若与电压表并联的用电器被短路,则电压表示数为零。
探究3 滑动变阻器类电路如何进行分析?
动态电路的分析思路:
探究4 开关类动态电路如何进行分析?
开关类的动态电路:
电路故障分析
【类型1】 串联电路故障
1. 在如图所示的电路中,闭合开关S后,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则该电路故障可能是( B )
第1题图
A. 电流表短路 B. 灯泡L1断路
C. 灯泡L2短路 D. 灯泡L2断路
2. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,灯不亮,电流表有示数,电压表没有示数。则电路的故障情况可能是( B )
第2题图
A. 灯L断路 B. 灯L短路
C. 电阻R断路 D. 电阻R短路
3. 如图所示,闭合开关,两灯泡均不亮。已知电路连接正确,是其中一个灯泡出现了故障。将电压表并联在灯泡L1的两端时,电压表有示数。则电路故障是( C )
第3题图
A. 灯泡L1短路 B. 灯泡L2短路
C. 灯泡L1断路 D. 灯泡L2断路
解析:将电压表并联在灯泡L1两端时,电压表有示数,若灯泡L1短路,则电压表无示数,故A错误;若灯泡L2短路,则L1亮,故B错误;若灯泡L1断路,则相当于将电压表和L2串联在电路中,电压表示数约等于电源电压,两灯均不发光,故C正确;若灯泡L2断路,则两灯均不亮,电压表无示数,故D错误。
4. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,发现只有两个电表的指针发生偏转,已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障。
第4题图
(1)电路中的故障可能是 R1断路或短路 。
(2)接着,移动滑动变阻器R2的滑片P,只观察到一个电表的示数发生了改变,则故障一定是 R1短路 。
【类型2】 并联电路故障
5. 如图所示,闭合开关S,灯L1不发光,灯L2发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是( B )
第5题图
A. 灯L1被短接 B. 灯L1断路
C. 灯L2被短接 D. 灯L2断路
6. 在如图所示的电路中,闭合开关S,两个灯泡均正常发光;一会儿后,一个灯泡突然熄灭,另一个灯泡仍正常发光,且电压表、电流表的示数均不变。下列判断正确的是( B )
第6题图
A. L1短路 B. L1断路
C. L2短路 D. L2断路
动态电路分析
【类型1】 滑动变阻器类动态电路分析
7. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,向右移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( D )
第7题图
A. 电流表的示数不变,电压表的示数变大
B. 电流表的示数变大,电压表的示数不变
C. 电流表的示数变大,电压表的示数变大
D. 电流表的示数变小,电压表的示数变小
8. 如图所示的电路,电源电压不变。闭合开关,滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,电流表与电压表的示数的变化情况分别是( C )
第8题图A. 变大 不变 B. 变小 变小
C. 变小 不变 D. 变小 变大
9. 如图所示,电源电压不变,R1为定值电阻,开关闭合后滑片向右移动时,下列说法错误的是( B )
第9题图
A. 电压表测的是R1两端的电压 B. 电流表的示数变大
C. 电压表的示数变小 D. 电压表与电流表的示数之比不变
解析:由图可知,电压表并联在R1和电流表两端,测量R1两端的电压,故A正确;滑片向右移动时,R2变大,总电阻变大,电流表示数变小,故B错误;因为电流变小,R1阻值不变,则电压表示数变小,故C正确;电压表与电流表示数之比等于R1的阻值,大小不变