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四川省成都市青白江區祥福中學九年級物理上冊 歐姆定律的運用專題3 電路狀態變化引起兩表示數變化(無答案)(新版)教科版.doc

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?專題三 電路狀態變化引起兩表示數變化電路動態分析題和電路故障分析題是初中學生物理學習過程中的一個難點,其原因是這兩類題目對學生有較高的能力要求。進行電路故障分析,要以電路動態分析能力作為基礎,而電路故障分析又是電路動態分析的載體,因此我們將這兩類分析題整合成一個專題進行復習有利于提高復習的效率。在編排順序中,我們以電路動態分析作為主線,而將電路故障作為電路動態變化的一個原因。一、滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中電學物理量的變化1.串聯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驗電路圖,當滑片P向右移動時,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增大;“↓”表示物理量減小或電表示數減小。P右移→R2↑→R總↑→I↓→A表↓。 R1不變→IR1↓→U1↓→V表↓。(判斷V表的變化還可以根據串聯電路的分壓原理來分析:R2↑→U2↑→U1↓→V表↓。)擴展:根據串聯電路的特點,滑動變阻器R2兩端的電壓 U2 將 ↑。推論:如果滑動變阻器R2 足夠大,當滑片P向右一直滑動時,電阻將不斷增大,那么U2 將不斷增大,U1 將不斷減小,I將不斷減小。假設 R2 無限大,這時U2 將增大到電源電壓,U1 將變為0,I也將變為0,這時的電路就相當于斷路。這就是用電壓表來判斷電路斷路和短路的道理。[變式訓練題]參考上圖,在伏安法測電阻的實驗中,若由于各種原因,電壓表改接在滑動變阻器的兩端,當滑片P向左移動時,請判斷A表和V表的變化。 [例2]如圖2,當滑片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,此電路屬于串聯電路呢還是并聯電路。我們可以將電流表簡化成導線,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,這是一個串聯電路。而且發現滑動變阻器的滑片已經懸空,滑動變阻器接成了定值電阻,所以A表示數不變。電壓表在本電路中,是測量R1和R2部分電阻之和的電壓,當滑片P向左移動時,被跨接在電壓表內的電阻隨著變小,根據分壓原理:V表示數減小。[變式訓練題] 如圖3,當滑片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)安培表示數變大,燈變暗。(B)安培表示數變小,燈變亮。(C)伏特表示數不變,燈變亮。(D)伏特表示數不變,燈變暗。 分析:將電流表等效為一根導線,可以看到電壓表直接測量電源電壓,因此當滑動變阻器的滑動片P向右移動時,電壓表的示數將不會變化;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),因此總電阻變大,電流變小,所以電流表示數變小。從串聯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,所以小燈的發光將變暗。本題正確答案為D。[變式訓練題] 在如圖5所示電路中,當閉合電鍵后,滑動變阻器的滑動片P向右移動時( )圖4 圖5 圖6 圖7(A)伏特表示數變大,燈變暗。 (B)伏特表示數變小,燈變亮。(C)安培表示數變小,燈變亮。 (D)安培表示數不變,燈變暗。2.并聯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,當滑片P向右移動時,A1表、A2表和V表將如何變化?分析:并聯電路各支路兩端電壓相等,等于電源電壓,故電壓表V示數不變。由于并聯電路各支路獨立工作,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示數也會變小。[變式訓練題] 如圖7,當滑片P向右移動時,A1表、A2表和V表將如何變化?________________________________________________________________二、電鍵的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化1.串聯電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化[例5]在如圖8所示的電路中,將電鍵K閉合,則安培表的示數將______,伏特表的示數將________(均填“變大”、“變小”或“不變”)。分析:在電鍵尚未閉合前,兩個電阻組成串聯電路。電壓表測量R1兩端的電壓,電鍵K閉合后,電阻R2被局部短路,電壓表變成測量電源兩端的電壓了,因此電壓表的示數將變大。在電鍵尚未閉合前,電流表測量的是串聯電路的電流值,由于此時電阻較大,故電流較??;電鍵K閉合后,電阻R2被局部短路,電路中的電阻只有R1了,因此電流表的示數將變大。[變式訓練題]在如圖9所示的電路中,當電鍵K斷開時,電阻R1與R2是________聯連接的。電鍵K閉合時,電壓表的示數將________(選填“變小”、“不變”或“變大”)。圖8 圖9 圖102.并聯電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化[例6] 在圖10中,燈泡L1和燈泡L2是______聯連接的。當電鍵K斷開時,電壓表的示數將________;電流表的示數將__________(選填“增大”、“不變”或“減小”)。分析:本題的難度首先在電路的識別,我們可以將電流表看作導線,將電壓表拿去,就容易看出這個電路是“并”聯電路。電流表是串聯在小燈L1的支路中的,所以電鍵閉合時,電流表的示數從0變到有讀數,應該選填“增大”。電壓表是測量電源電壓,而且不受電鍵控制,所以示數“不變”。[變式訓練題] 在圖11中,燈泡L1和燈泡L2是______聯連接的。當電鍵K斷開時,電壓表的示數將________;電流表的示數將__________(選填“增大”、“不變”或“減小”)。圖11 圖12 圖13三、電路的故障引起電路中電學物理量的變化及故障原因分析[例7]在圖12中,當電鍵 K閉合后,兩只小燈泡發光,電壓表示數為4伏。過了2分鐘,電壓表示數為0,經檢查除小燈泡外其余器材的連接良好,請分析造成這種情況的原因可能有:_____________________。分析:電壓表示數為0,其原因有三:1.電壓表沒有接好或電壓表損壞;2.小燈L2短路;3.小燈L1斷路。起先,電壓表有示數,說明不存在原因1的情況。那么還有兩種情況都是可能的。答案為:小燈L2短路;小燈L1斷路。[變式訓練題] 在如圖13所示的電路中,電源電壓等于6伏,合上電鍵后電壓表示數為6伏。經分析得出,電路中可能發生的情況是:______________________________。[例8] 在如圖14所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K后,燈L1、L2都發光。一段時間后,其中一燈突然熄滅,而電流表、電壓表的示數都不變,則產生這一現象的原因可能是( )(A)燈L1短路。 (B)燈L2短路。 (C)燈L1斷路。 (D)燈L2斷路。分析:可以采用排除法。小燈L2短路,會導致電壓表示數變小、電流表示數變大;小燈L2斷路,會導致電流表示數變0;小燈L1短路,會導致兩燈都不亮;一燈熄滅而電表示數都不變,只有小燈L1發生斷路時才有此可能。本題正確答案為C。[變式訓練題] 在圖15所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K,電路正常工作。一段時間后,發現其中一個電壓表示數變大,則 ( )(A)燈L可能變亮。(B)燈L亮度可能不變。(C)電阻R可能斷路。(D)電阻R可能短路。圖14 圖15 圖16[例9] 在圖16所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K后,燈L1、L2都發光,—段時間后,其中的一盞燈突然變亮,而電壓表Vl的示數變小,電壓表V2的示數變大,則產生這一現象的原因是 ( )(A)燈L1斷路 (B)燈Ll短路 (C)燈L2斷路 (D)燈L2短路。分析:屬于電路故障分析題?!啊螘r間后,其中的一盞燈突然變亮”排除了電路出現斷路的情況,那么,故障現象只有發生短路了。電壓表V2的示數變大,是小燈變亮的原因,一定是小燈L2突然變亮;電壓表Vl的示數變小說明小燈L1發生了短路。針對訓練(一)由滑動變阻器導致的變化:1、在圖所示的電路中,閉合開關S,當滑片向右移動時,電壓表和電流表示數的變化情況是( )A、電壓表和電流表均變大B、電壓表和電流表均變小C、電壓表變大,電流表變小D、電壓表變小,電流表變大2.如圖2所示的電路中,電源電壓不變,開關閉合后,若滑動變阻器的滑片P向右端移動,則( )A.電壓表的示數和電流表的示數都增大B.電壓表的示數和電流表的示數都減小C.電流表的示數減小,電壓表的示數增大圖3 D.電流表的示數增大,電壓表的示數減小3.如圖3所示的電路,滑動變阻器的滑片P向右移動時,各電表示數變化情況是( )。A.V1增大,V2減小,A減小B.V1增大,V2減小,A增大圖4C.V1減小,V2增大,A增大D.V1減小,V2增大 A減小4.如圖4所示的電路,當滑動變阻器的滑片向右移動時,電流表、電壓表的示數變化情況分別是( )。A.變大,變大 B.變小,變小C.變小,不變 D.變大,不變5.如圖5中,滑動變阻器滑片P移動時,電壓表、電流表的示數各怎樣變化:圖53若滑片P向右移動: 若滑片P向左移動: 若滑片P向右移動:電流表示數 ; 電流表示數 ; 電流表示數 ;電壓表示數 ; 電壓表示數 ; 電壓表示數 ;6.如圖6所示當滑動變阻器的滑片自左向右移動的過程中,電路的總電阻、電流表示數和電壓表示數的變化情況分別是( )。圖6 A.變小、變大、不變B.不變、變大、變小C.變大、變小、變小D.變大、變大、變大(二)由開關導致的變化:1.如圖所示的電路中開關均閉合時,燈L正常發光;若電源電壓不變,當開關S2斷開后,則( )A、燈L變亮,電流表示數增大B、燈L變亮,電流表示數減小C、燈L的亮度不變,電流表示數增大圖2D、燈L的亮度不變,電流表示數減小2.如圖2所示的電路,當開關S斷開時,電流表的示數是1A,開關閉合時,電流表的示數將( )。A.不變 B.增加到2AC.減少到0.5A D.增加到4A(三)由元件故障導致的變化:1、如圖所示的電路中,開關S閉合后兩燈正常發光,一段時間后L1熄滅L2依然發光,則電流表 ,電壓表 ;若L2熄滅L1依然發光,則電流表 ,電壓表 ;若L1燈絲斷了,則電流表 ,電壓表 。(填“不變”“變大”或“變小”)2、如圖所示的電路中,開關S閉合后兩表正常工作,若一段時間后R2開路,則電流表 ,電壓表 。(填“不變”“變大”或“變小”)
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