第五讲简单电路分析
一.知识点:
1. 串、并联电路中的电流电压规律: 串联时:电流:; 电压:。
并联时:电流:; 电压:。
2. 电流表、电压表的联接方法: 图例:
3. 常用的电路分析方法: A 、电路简化
这是电路分析中的一个非常重要的步骤,只有把比较复杂的电路简化才能进行电路的分析。: ⑴对于电路中存在的电流表,由于其电阻极小,因此可以用导线将其取代;
⑵对于电路中存在的电压表,由于其电阻极大,因此可以看作断路而直接将电压表去掉;
⑶对于电路中存在的短路、断路的这部分电路,由于实际没有电流通过,因此也可以直接将该部分电路去掉; ⑷对于电路出现的导线端点可以不经电源、用电器、等任意移动; ⑸对于电路中出现的滑动变阻器,可以看作是有两个定值电阻组成的电路。
经过以上几种电路简化后,电路就会变得比较简单,容易识别出是并联还是串联,明确各用电器的关系。 B 、电表对应
经过电路简化后,电路中基本只出现电源、用电器,电路显得比较简单,把刚才去掉的电表逐个复原上去。 C 、电路判断
根据题目要求对简化后、电表复原后的电路,结合串并联电路的知识、综合题意进行判断,比如电表的测量分析、电路连接的分析、电路故障的分析等。
4. 电路故障分析(利用电流表、电压表判断电路故障) (1)电流表示数正常而电压表无示数:
“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表。 则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。
(2)电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过电压表,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表。 则故障原因可能是:①电流表短路;②和电压表并联的用电器开路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。 (3)电流表电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表,
则故障原因可能是:①两表同时短路:②主电路断路导致无电流。
二.典型例题分析:
例1:如图甲所示的电路,开关S 闭合后,判断电路的连接情况及各电表的测量对象。
分析:电路看上去比较复杂,首先利用电路简化原则1和2,把电路中的A 表和V 表处理掉,V 表当断路去掉,A 表用导线代替,简化成如图乙,则一眼就能看出电路的连接情况——串联。再把电表复原上去,这样就容易判断出电表A1和A2测串联电路的电流,且两者相等,V1测R1、V2测总电压、V3测R3。 例2:如图甲所示的电路,分析开关S 闭合前后A 表和V 表的变化情况。
分析:根据电路简化原则3,开关S 闭合前,相当于此处电路断路,可以把它去掉,如图乙,则R1和R2串联,V 表测R1的电压;当开关S 闭合后把R2短路,则该部分电路也可去掉,如图丙,则电路中只剩下R1,虽然V 表仍然测R1,但此时也相当于测电源总电压,因此V 表示数变大,同样原来两个电阻串联,现在电路中只有一个电阻,总电阻变小,则A 表示数也变大。 例3:如图甲所示,判断V 表的测量对象。
分析:根据电路简化原则4,可以把V 表连接的点1、点2,适当移动到分别到点3、点4,如图乙和图丙所示,则容易判断出V 表测的是R2的电压。
例4:在如图所示的电路中,当闭合开关S 后,发现两灯都不亮,电流表的指针几乎指在“0”刻度线不动,电压表指针则有明显偏转,该电路中的故障可能是 A .电流表被烧坏了 B .灯泡L1的灯丝断了 C .两个灯泡都断路 D .灯泡L2的灯丝断了
例5:用如图所示的电路来探究串联电路的电压关系。已知电源电压为6V ,当开关S 闭合后,发现两灯均不亮。他用电压表分别测a 、c 和a 、b 两点间的电压,发现两次电压表示数均为6V ,由此判定灯_______(选填“L1”或“L2”)开路,用电压表测b 、c 两点间的电压,示数为_______V。
例6:在图5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 可能短路
分析:本题是电路故障的分析。首先根据电路简化的原则,判断出灯L 与R 之间
的连接方式串联,同时也判断出V1测的是电源电压的值,V2测的是R 的电压,显然电源电压是不变的,因此V1的示数是不可能变化的,显然只能V2变大,即灯L 的分压变变小,R 处的分压变大,由于是串联,这里有两者可能,即灯L 短路,没有分到电压使原来的分压都给了R ,即使V2增大;或R 断路使V 表串联在电路中,由于V 表的电阻极大,在串联电路中电阻大的分压大,因此也比原来的分压大;或两则同时存在。
课后练习:
1. 在右图中,当开关 K 闭合后,两只小灯泡发光,电压表示数为4V 。过了2min ,电压表示数为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:_____________________。
2.右图所示的电路中,电源电压为6伏。当开关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L2短路。
C 灯L1断路。 D 灯L2断路。
3.在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关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。
4. 在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关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。
5. 在如图所示的电路图中,当开关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
6. 小明按如图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,V 1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,造成这一现象的原因是()
A .可能L1开路 B .可能L2短路
C .可能 V 1和V2所选量程不相同,L1短路 D .可能 V 1和V2所选量程不相同,电路各处完好
第五讲简单电路分析
一.知识点:
1. 串、并联电路中的电流电压规律: 串联时:电流:; 电压:。
并联时:电流:; 电压:。
2. 电流表、电压表的联接方法: 图例:
3. 常用的电路分析方法: A 、电路简化
这是电路分析中的一个非常重要的步骤,只有把比较复杂的电路简化才能进行电路的分析。: ⑴对于电路中存在的电流表,由于其电阻极小,因此可以用导线将其取代;
⑵对于电路中存在的电压表,由于其电阻极大,因此可以看作断路而直接将电压表去掉;
⑶对于电路中存在的短路、断路的这部分电路,由于实际没有电流通过,因此也可以直接将该部分电路去掉; ⑷对于电路出现的导线端点可以不经电源、用电器、等任意移动; ⑸对于电路中出现的滑动变阻器,可以看作是有两个定值电阻组成的电路。
经过以上几种电路简化后,电路就会变得比较简单,容易识别出是并联还是串联,明确各用电器的关系。 B 、电表对应
经过电路简化后,电路中基本只出现电源、用电器,电路显得比较简单,把刚才去掉的电表逐个复原上去。 C 、电路判断
根据题目要求对简化后、电表复原后的电路,结合串并联电路的知识、综合题意进行判断,比如电表的测量分析、电路连接的分析、电路故障的分析等。
4. 电路故障分析(利用电流表、电压表判断电路故障) (1)电流表示数正常而电压表无示数:
“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表。 则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。
(2)电压表有示数而电流表无示数
“电压表有示数”表明电路中有电流通过电压表,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表。 则故障原因可能是:①电流表短路;②和电压表并联的用电器开路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。 (3)电流表电压表均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表,
则故障原因可能是:①两表同时短路:②主电路断路导致无电流。
二.典型例题分析:
例1:如图甲所示的电路,开关S 闭合后,判断电路的连接情况及各电表的测量对象。
分析:电路看上去比较复杂,首先利用电路简化原则1和2,把电路中的A 表和V 表处理掉,V 表当断路去掉,A 表用导线代替,简化成如图乙,则一眼就能看出电路的连接情况——串联。再把电表复原上去,这样就容易判断出电表A1和A2测串联电路的电流,且两者相等,V1测R1、V2测总电压、V3测R3。 例2:如图甲所示的电路,分析开关S 闭合前后A 表和V 表的变化情况。
分析:根据电路简化原则3,开关S 闭合前,相当于此处电路断路,可以把它去掉,如图乙,则R1和R2串联,V 表测R1的电压;当开关S 闭合后把R2短路,则该部分电路也可去掉,如图丙,则电路中只剩下R1,虽然V 表仍然测R1,但此时也相当于测电源总电压,因此V 表示数变大,同样原来两个电阻串联,现在电路中只有一个电阻,总电阻变小,则A 表示数也变大。 例3:如图甲所示,判断V 表的测量对象。
分析:根据电路简化原则4,可以把V 表连接的点1、点2,适当移动到分别到点3、点4,如图乙和图丙所示,则容易判断出V 表测的是R2的电压。
例4:在如图所示的电路中,当闭合开关S 后,发现两灯都不亮,电流表的指针几乎指在“0”刻度线不动,电压表指针则有明显偏转,该电路中的故障可能是 A .电流表被烧坏了 B .灯泡L1的灯丝断了 C .两个灯泡都断路 D .灯泡L2的灯丝断了
例5:用如图所示的电路来探究串联电路的电压关系。已知电源电压为6V ,当开关S 闭合后,发现两灯均不亮。他用电压表分别测a 、c 和a 、b 两点间的电压,发现两次电压表示数均为6V ,由此判定灯_______(选填“L1”或“L2”)开路,用电压表测b 、c 两点间的电压,示数为_______V。
例6:在图5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 可能短路
分析:本题是电路故障的分析。首先根据电路简化的原则,判断出灯L 与R 之间
的连接方式串联,同时也判断出V1测的是电源电压的值,V2测的是R 的电压,显然电源电压是不变的,因此V1的示数是不可能变化的,显然只能V2变大,即灯L 的分压变变小,R 处的分压变大,由于是串联,这里有两者可能,即灯L 短路,没有分到电压使原来的分压都给了R ,即使V2增大;或R 断路使V 表串联在电路中,由于V 表的电阻极大,在串联电路中电阻大的分压大,因此也比原来的分压大;或两则同时存在。
课后练习:
1. 在右图中,当开关 K 闭合后,两只小灯泡发光,电压表示数为4V 。过了2min ,电压表示数为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:_____________________。
2.右图所示的电路中,电源电压为6伏。当开关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L2短路。
C 灯L1断路。 D 灯L2断路。
3.在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关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。
4. 在如图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关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。
5. 在如图所示的电路图中,当开关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
6. 小明按如图甲所示的电路进行实验,当开关闭合后,V 1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,造成这一现象的原因是()
A .可能L1开路 B .可能L2短路
C .可能 V 1和V2所选量程不相同,L1短路 D .可能 V 1和V2所选量程不相同,电路各处完好