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1181100012344400第7節(jié) 電路分析與應(yīng)用
1、歐姆定律
導(dǎo)體中的電流（I），跟這段導(dǎo)體兩端的電壓（U）成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻（R）成反比。
公式：false 變形公式：U=IR R=false
2、串并聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的關(guān)系
（1）串聯(lián)電路：
電流關(guān)系：串聯(lián)電路，電流處處相等。
false
電壓關(guān)系：串聯(lián)電路，電源兩端的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和。
false
電阻關(guān)系：串聯(lián)電路，總電阻等于各用電器的電阻之和。
false
對(duì)于串聯(lián)電路，電流處處相等，所以由于各用電器電阻的阻值不同，所以各用電器兩端所分得的電壓也不同；由歐姆定律可推得：串聯(lián)電路中，用電器的阻值越大，用電器兩端分得的電壓也就越大。（串聯(lián)分壓）
（2）并聯(lián)電路：
電流關(guān)系：并聯(lián)電路，干路上的總電流等于通過(guò)各支路用電流之和。
false
電壓關(guān)系：并聯(lián)電路，支路兩端電壓等于電源總電壓。
false
電阻關(guān)系：并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)和。
false
對(duì)于并聯(lián)電路，各支路電壓等于干路電壓，由于各支路電阻大小不同，所以各支路的電流大小不同，由歐姆定律可知：并聯(lián)電路中，支路電阻越大，所測(cè)得的電流越小。（并聯(lián)分流）
2025650287655（3）串并聯(lián)電路：對(duì)于既有串聯(lián)也有并聯(lián)的電路來(lái)說(shuō)，分析時(shí)，可將并聯(lián)電路看做一個(gè)整體進(jìn)行分析。
3、電路簡(jiǎn)化：
⑴對(duì)于電路中存在的電流表，由于其電阻極小，因此可以用導(dǎo)線將其取代；
⑵對(duì)于電路中存在的電壓表，由于其電阻極大，因此可以看作斷路而直接將電壓表去掉；
⑶對(duì)于電路中存在的短路、斷路的這部分電路，由于實(shí)際沒(méi)有電流通過(guò)，因此也可以直接將該部分電路去掉；
4.電表對(duì)應(yīng)
經(jīng)過(guò)電路簡(jiǎn)化后，電路中基本只出現(xiàn)電源、用電器，電路顯得比較簡(jiǎn)單，把剛才去掉的電表復(fù)原上去，。
5.電路判斷
結(jié)合串并聯(lián)電路的知識(shí)、綜合題意進(jìn)行判斷，比如電表的測(cè)量分析、電路連接的分析、電路故障的分析、動(dòng)態(tài)電路各電表的示數(shù)變化情況等。
一、歐姆定律的計(jì)算
3181350244475例1、如圖所示的電路中，電源電壓恒為30V，電阻R1為15Ω。同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)，電流表的示數(shù)為2.5A。求：
（1）通過(guò)電阻R1的電流。
（2）電阻R2的阻值。
例2、如圖1所示的電路中，定值電阻R1為10歐，R2為滑動(dòng)變阻器，電源電壓保持不變。閉合開(kāi)關(guān)S后，滑片P從b端移動(dòng)到a端的過(guò)程，電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖象如圖2所示。求：
（1）電源電壓；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值。

例3、通過(guò)A,B兩個(gè)電路元件的電流與其兩端電壓的關(guān)系如圖所示。元件A的電阻值 元件B的電阻值(選填“大于”、“小于”或“等于”)；將A，B串聯(lián)后接入電路，當(dāng)通過(guò)A的電流為0.2A時(shí)，A和B兩端的總電壓是 V；將A，B并聯(lián)后接入電路，當(dāng)通過(guò)B的電流為0.2A時(shí)，A兩端的電壓是 V。
3829050524510例4、亮亮設(shè)計(jì)了一個(gè)用電壓表的示數(shù)變化反映環(huán)境溫度變化的電路，其電路原理圖如圖甲所示。其中，電源兩端電壓U＝4 V(恒定不變)，電壓表的量程為0～3 V，R0是定值電阻， R0＝300 Ω，Rt是熱敏電阻，其電阻隨環(huán)境溫度變化的關(guān)系如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S后，求：
(1)當(dāng)環(huán)境溫度為40 ℃時(shí)，熱敏電阻Rt的阻值是多少？
(2)當(dāng)環(huán)境溫度為40 ℃時(shí)，電壓表的示數(shù)是多少？
(3)電壓表兩端電壓不能超過(guò)其最大測(cè)量值，則此電路所允許的最高環(huán)境溫度是多少？
例5、如圖所示，是物理課外實(shí)踐活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的風(fēng)力測(cè)量?jī)x的電路示意圖。其電源電壓U=3V，電路保護(hù)電阻R1=20Ω，均勻電阻絲的阻值為R2=3Ω，金屬絲（電阻忽略不計(jì)）的上端固定在0點(diǎn)，下端系有一塊塑料片A，當(dāng)風(fēng)從右向左吹動(dòng)塑料片時(shí)，金屬絲向左擺動(dòng)并與電阻絲保持良好的接觸，風(fēng)力表由電壓表改裝而成。
（l）無(wú)風(fēng)時(shí)，塑料片豎直下垂，電壓表示數(shù)是多少？電路中的電流是多少？
（2）風(fēng)力最強(qiáng)時(shí)，金屬絲滑至電阻絲的最左端，電壓表的示數(shù)是多少？
（3）為什么不在電路中串聯(lián)電流表，把電流表改裝成風(fēng)力表？
二、動(dòng)態(tài)電路分析
滑動(dòng)變阻器與用電器串聯(lián)：
387352221230如圖，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片由a到b的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的阻值逐漸增大，所以，串聯(lián)電路中，總電阻的大小也是不斷增大的；由于串聯(lián)電路中的總電壓保持不變，所以由歐姆定律：false，所以電路中的電流減小。所以電流表示數(shù)減小；對(duì)于電壓表，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓，滑動(dòng)變阻器阻值增大，電流減小，不好分析，所以分析R1的電壓變化情況：由歐姆定律得false，所以R1 兩端電壓減小。由false,得到電壓表的變化情況是升高。



滑動(dòng)變阻器與用電器并聯(lián)：
如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片由a到b的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的阻值逐漸增大，由于并聯(lián)電路各支路兩端的電壓不變，所以由歐姆定律：false，可以判斷，滑動(dòng)變阻器兩端的電流變化情況 ，定值電阻R兩端的電壓表的變化 ，干路中電流表的示數(shù) 。
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常規(guī)分析方法：局部電阻變化→總電阻變化→總電流變化→局部電流、電壓變化（先分析定值電阻的電流、電壓的變化，再分析局部電阻變化的那部分電路的變化情況）
例1、如圖是各種伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，請(qǐng)你分別判斷各電路中電流表和電壓表的示數(shù)變化。
例2、如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中( )
3867150193040A. 電流表A示數(shù)變大
B. 電壓表V2示數(shù)變小
C. 電壓表V1示數(shù)與電壓表V2示數(shù)的差值變大
D. 電壓表V1示數(shù)與電流表A示數(shù)的比值變大
例3、從2011年5月1日起，駕駛員酒醉后駕車要負(fù)刑事責(zé)任。酒精測(cè)試儀可檢測(cè)駕駛員是否酒后駕車，如圖所示是它的原理圖。圖中R1為定值電阻，酒精氣體傳感器R2的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小，如果駕駛員呼出的酒精氣體濃度越大，那么測(cè)試儀的（ 　 ）
281241554610A．電壓表示數(shù)不變
B．電壓表示數(shù)越大
C．通過(guò)傳感器的電流越小
D．傳感器兩端的電壓越大
例4、如圖所示為某科技創(chuàng)新小組設(shè)計(jì)的水位計(jì)工作原理圖，容器中的絕緣浮子隨水位的升降帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P升降，并通過(guò)電壓表V顯示的數(shù)據(jù)來(lái)反應(yīng)水位的升降情況．L是一個(gè)指示燈，電路各部分接觸良好．當(dāng)容器中的水位最低時(shí)，滑片P位于變阻器R的a端，則（???? ）

A.?當(dāng)水位不變時(shí)，電壓表V示數(shù)不變，指示燈L不亮
B.?當(dāng)水位上升時(shí)，電壓表V示數(shù)變小，指示燈L變亮
C.?當(dāng)水位上升時(shí)，電壓表V示數(shù)變大，指示燈L變暗
D.?當(dāng)水位下降時(shí)，電壓表V示數(shù)變大，指示燈L變亮
3183890282575例5、如圖所示的電路中，電源電壓和燈L的阻值均保持不變，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，在變阻器的滑片P從中點(diǎn)向下滑動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ? ）
A. 電壓表的示數(shù)變大
B. 燈L的亮度變暗
C. 電流表A1的示數(shù)變大
D. 電流表A2的示數(shù)變小
三、最值問(wèn)題
1、定量的分析變化電路中滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值、電流表、電壓表示數(shù)的變化范圍，一般會(huì)有“保證電路安全”等限定條件。“電路安全”指不能超過(guò)用電器的額定電流（額定電壓），一般有燈泡、滑動(dòng)變阻器等；不能超過(guò)電表的量程，一般有電流表和電壓表。
3、一般的思路：分析電路連接和電表的測(cè)量對(duì)象動(dòng)態(tài)分析（找到由于電阻的變化引起的電流、電壓的變化）畫出臨界情況對(duì)應(yīng)的等效電路圖，應(yīng)用歐姆定律相關(guān)公式和串并聯(lián)電路規(guī)律求解。
例1、如圖所示電路中，電源電壓為10V，且保持不變，電阻R1=20Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值是30Ω，則當(dāng)滑片P在滑動(dòng)變阻器上滑動(dòng)時(shí)，電流表、電壓表上示數(shù)變化的范圍分別是（　　）
304419012700A．0.2A～0.5A，0V～6V
B．0.2A～0.3A， 0V～6V
C．0.2A～0.5A，4V～10V
D．0.2A～0.5A，4V～6V
例2、如圖所示的電路中，電源兩端電壓為 6V 且保持不變，定值電阻R1 的阻值為 10?，滑動(dòng)變阻器 R2 的最大阻值為 20?，電壓表接入電路的量程（0～3）V，電流表接入電路的量程（0～0.6）A。閉合開(kāi)關(guān) S，將滑動(dòng)變阻器的滑片 P 由 b 端緩慢向 a 端移動(dòng)，直至某一電表的指針達(dá)到滿偏。有關(guān)變化下列說(shuō)法正確的是（ ???）
319976595885①電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變大??
②電流表的示數(shù)變化范圍為 0.2A～0.6A
③電壓表的示數(shù)變化范圍為 2V～6V??
④R2 阻值變化范圍為 20 ?～10 ?
⑤指針達(dá)到滿偏的是電流表
A.?只有②⑤正確????????????B.??只有③④正確?????????C.?? 只有①④正確????????????????????D.??都正確
4098290402590例3、在如圖所示電路中，電源電壓恒為6V，電阻R1的阻值為10Ω，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，電流表所用量程為0～3A．閉合開(kāi)關(guān)S．求：
(1)通過(guò)電阻R1的電流；
(2)為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器R2連入電路的阻值范圍．
四、電路的故障分析
1、串聯(lián)電路單故障判斷方法

2、并聯(lián)電路單故障判斷方法

總結(jié)：常見(jiàn)的電路故障及原因
故障
原因
閉合開(kāi)關(guān)后，燈泡忽明忽暗，兩表指針來(lái)回?cái)[動(dòng)
電路某處接觸不良
閉合開(kāi)關(guān)前燈泡發(fā)光，閉合開(kāi)關(guān)后燈泡不亮了兩表也無(wú)示數(shù)
開(kāi)關(guān)與電源并聯(lián)導(dǎo)致所有東西都被短路
閉合開(kāi)關(guān)后，燈泡不亮電流表幾乎無(wú)示數(shù)，電壓表所呈示數(shù)幾乎為電源電壓
燈泡斷路故電壓表串聯(lián)到了電路中或電流表與電壓表位置互換
閉合開(kāi)關(guān)后，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片燈泡亮度與兩表示數(shù)均無(wú)改變
變阻器沒(méi)有按照一上一下的方法來(lái)接
閉合開(kāi)關(guān)后，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片燈泡都不亮
電路某一處斷路或燈泡被導(dǎo)線或電流表短路
例1、如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，兩只燈泡均發(fā)光，兩表均有示數(shù)。過(guò)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變?yōu)?，電流表示數(shù)增大。經(jīng)檢查除小燈泡外其余器材的連接良好，造成這種情況的原因可能是（ ）
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A．燈L1斷路 B．燈L2短路 C．燈L1短路 D．燈L1、L2均斷路
例2、如圖所示，電壓不變，兩只電表均完好，開(kāi)關(guān)S閉合后，發(fā)現(xiàn)只有一只電表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，若電路中只有一個(gè)燈泡出現(xiàn)了故障，則可能是(　　)
3800475192405A．電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，燈泡L1短路
B．電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，燈泡L2斷路
C．電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，燈泡L1斷路
D．電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，燈泡L2短路
4198620140335例3、如圖所示電路圖，電源電壓恒定。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2斷開(kāi)，S3閉合時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.50安，電壓表的讀數(shù)為2.50伏。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2閉合，S3斷開(kāi)時(shí)，由于電阻R1、R2中有一個(gè)電阻出現(xiàn)故障，電流表的讀數(shù)為0.60安，電壓表的讀數(shù)為3.00伏。則電源電壓為_(kāi)_______伏，電路中出現(xiàn)的故障是________。

例4、在如圖所示的電路中，開(kāi)關(guān)電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，電路正常工作。一段時(shí)間后，電流表A的示數(shù)變小，電壓表V的示數(shù)不變。若故障只發(fā)生在電阻R1、R2上，用某完好的定值電阻R(R＞R2)替換R2，替換后電流表A的示數(shù)變大，電壓表V的示數(shù)不變，則(　　)
A．R1一定斷路 B．R1可能短路
C．R2一定斷路　　 D．R2可能斷路
例5、小應(yīng)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，電源電壓不超過(guò)任意一盞燈泡正常工作的電壓。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.S1、S2閉合時(shí)，兩燈泡串聯(lián)?????? B.閉合S2，斷開(kāi)S1，兩燈泡均不亮
C.S1、S2都閉合，燈泡L1被短路，L2變亮? D.閉合S2，斷開(kāi)S1，電壓表、電流表有示數(shù)
參考答案：
1、例1、（1）通過(guò)電阻R1的電流；
（2）同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，電阻R1與R2并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流；
通過(guò)電阻R2的電流I2=I總-I1=2.5A-2A=0.5A；
電阻R2的阻值。
例2、（1）由圖1可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R2兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流最大，由圖2可知I1＝0.6安，由I＝可得，電源電壓：U＝I1R1＝0.6安×10歐＝6伏
（2）由歐姆定律可知滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R2＝＝＝20歐
例3、小于；3.0；2.0。
例4、解：(1)根據(jù)圖乙可讀出環(huán)境溫度為40 ℃時(shí)對(duì)應(yīng)的Rt的阻值為200 Ω。
(2)環(huán)境溫度為40 ℃時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)可知：
R總＝R0＋R1＝300 Ω＋200 Ω＝500 Ω，則I＝＝＝0.008 A。由歐姆定律得：R0
兩端的電壓U0＝IR0＝0.008 A×300 Ω＝2.4 V。
(3)由題意可知，電壓表示數(shù)允許最大值為3 V，且此時(shí)電路能夠測(cè)量的溫度最高；∴此
時(shí)電路中的電流為：I′＝＝＝0.01 A。∵串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電
路兩端的電壓之和，
∴U1′＝U－U0′＝4 V－3 V＝1 V，由歐姆定律得：此時(shí)熱敏電阻的阻值R1′＝＝
＝100 Ω。根據(jù)圖乙可查得熱敏電阻的阻值為100 Ω時(shí)對(duì)應(yīng)溫度為80 ℃，即最高
溫度為80 ℃。
例5、（1）無(wú)風(fēng)時(shí),電壓表示數(shù)為0
電路中的電流 I=U/R總=U/R1+R2=3V/2歐+3歐=0.6A
（2）風(fēng)力最強(qiáng)時(shí) I=0.6A U2=IR2=0.6A*3歐=1.8V
（3）風(fēng)力發(fā)生變化時(shí),雖然電壓表示數(shù)發(fā)生了改變,但電路中的電流不變,所以電流表改裝為風(fēng)力表,不能反映出風(fēng)力的變化
2、例1、甲.電流表示數(shù)變小；電壓表示數(shù)變小；
乙.電流表示數(shù)變小；電壓表示數(shù)不變；
丙.電流表示數(shù)不變；電壓表示數(shù)變大；
丁.電流表示數(shù)變小；電壓表示數(shù)不變。
例2、D例3、B例4、C例5、D
3、例1、A例2、C
例3、（1）0.6A（2）3Ω~20Ω
4、例1、C例2、C例3、3V；電阻R1斷路例4、C例5、B

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