电路的识别与连接
(一)识别电路
【例题1】根据图10-1甲、乙两个电路图识别小灯泡是怎样连接的?
【解析】本题考查的是串并联电路结构的判断。根据串联电路及并联电路特点,我们从甲图上可看出电键闭合后,电流从电源正极流出到a 点分成两路,分别经L 1和L 2后汇合于b 再回到电源负极,小灯泡L 1和L 2分别在两条支路上,所以两盏小灯泡是并联的。图乙的电路不可直接识别,可以在分析电流方向的基础上,画出它的等效电路,再判断电灯的连接方式。图丙是图乙的等效电路,不难看出L 1和L 2是并联的。答案:甲乙丙都是并联
【例题
2】如图10-2所示的电路,下列说法中正确的是 〔 〕 A.S 1闭合,S 2断开时,L 3亮,L 1和L 2不亮 B.S 1断开,S 2闭合时,L 1亮,L 2和L 3不亮 C.S 1、S 2都断开时,L 1、L 2、L 3都亮,是串联 D.S 1、S 2都闭合时,L 1、L 2、L 3都亮,是并联
【解析】电路结构的识别是学习电学的重点,也是难点. 当开关闭合或断开时要引起电路结构的变化. 遇到这种情况要在分析电流的流向的基础上画出规范电路图(即等效电路),再判断电路的连接方法.
图10-2
图10-3
A 选项当S 1闭合,S 2断开时,电流从电源正极流出到达a 点,电流分为两条路,一条通过ab 导线,另一条通过L 1、L 2,到b 点合为一条路,通过L 3回到电源的负极,如图10-3(甲)所示,这时L 1、L 2被短路,电路中只有L 3发光,所以A 选项正确.
B 选项S 1断开,S 2闭合时,电流从电源正极流出,通过L 1到达c 点,电流分为两条路,一条通过L 2、L 3,另一条通过cd 电线,到d 点后合为一条路回到电源负级,如图10-3(乙)所示. 这时L 2、L 3被短路,电路中只有L 1发光,所以选项B 正确.
C 选项S 1、S 2都断开时,电流通过L 1、L 2、L 3它们都发光,这三盏灯属于串联,如图10-3(丙)所示,所以选项C 说法正确.
D 选项S 1、S 2都闭合时,电流从电源正极流出分成三条支路,分别通过L 1、L 2、L 3它们都发光,属于并联,如图10-3(丁)所示,选项D 正确. 答案:ABCD 【练一练】:
1. 在“组成串联电路和并联电路”的实验中,小张将两个灯泡和一个开关与电源连成了一个电路,闭合开关后,发现两灯都不亮.经检查,小张发现有一个灯泡与灯座接触不良.小张将这个灯泡安装好后,再次闭合开关,两灯都发光了.由此可以判定,两灯的连接关系为 .
2. 图10-4所示,当开关S 1 、S 2都闭合时,电路中 〔 〕 A .三灯并联,且都亮 B .三灯串联,且都亮
C .L 1、L 2并联后与L 3串联,三灯都亮 D .L 1、L 2并联,L 3被短路,只有L 1 、 L 2亮
3. 有两个电灯、两个开关、一个电池组,请按下列各项要求设计电路: (1)两灯串联,闭合任一开关,都能使两灯同时发光 (2)两灯并联,闭合任一开关,都能使两灯同时发光 (3)两灯并联,闭合任一开关,都只能使一灯发光
(4)两灯并联,两开关都闭合,两灯都发光,开关S 1闭合,S 2断开时只有一灯发光,如果S 1断开,不论S 2处于何种状态,两灯都不发光。
4. 给你下列器材:一个低压电池组,一只小灯泡,一只开关,一只电铃和若干细导线。请你设计一自动放养奶牛的装置。要求:用细导线将牛群围住,合上开关后,当牛在圈内吃草时,小屋内灯亮而铃不响;当有牛碰
图10-4
断了圈住的细导线到圈外时,电铃便会响起来,放牛的人能及时发现。
5. 画出图10-5中电动机电路和手电筒电路的电路图
图10-5
6. 按图10-6所示的电路图,连接实物图
答案:1. 串联 2.D 3.略 4.略 5.略 (二)电流、电压的变化
【例题3】如图10-7所示,电源两端电压保持不变,当开关闭合,滑动变阻器的滑片P 向左滑动时,电流表的示数将 ,电压表V 1的示数将 ,V 2的示数将 .
【解析】滑片向左滑动,电阻R 2变小,由I = U /( R1 + R2)(U 不变,R 1不变,
图10-6
R 2变小)可知,电流表的示数I 变大;又由U 1 = IR1(R 1不变,I 变大)可知,电压表
V 1示数变大;再由U = U1 + U2(U 不变,U 1变大)可知,电压表V 2示数变小.
【练一练】:
图10-7
1. 如图10-8所示:已知电源电压为10V ,电压表的示数为4V 。求:①R 1两端的电压?②R 2两端的电压?
图10-8
2. 如图10-9所示,电源电压保持不变,当开关S 由断开到闭合时,电压表V 的示数将 ; 电流表A 1
的示数将 ;电流表A 2的示数将 . (选择“变大”、“变小”、“不变”)
3. 一只电流表有0~0.6A 和0~3A 两个量程。实验中使用0~3A 量程,但刻度模糊不清从刻度盘0~0.6A 量程中读出电流值恰好是0.24A ,则实际电流值是________。
4. 用一只完好的电流表测某一电路中的电流,如选用0~0.6A 量程,测得的电流为0.18A ,如选用0~3A 量程测得的电流为0.2A ,那么该电路中的电流应为 〔 〕
图10-8
A .0.2A B.0.18A C.0.19A D.以上答案都对 5. 在图10-10中,用电压表能测灯L 1两端电压的是 〔 〕
6. 如图10-11所示的电路中,当闭合开关S 后,发现两灯都不亮,电流表指针几乎
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. 电流表坏了,或开关
S 接触不良
B. 灯泡L 1的灯丝断了,或L 1的灯泡与灯座接触不良 C. 电流表和两个灯泡都坏了
D. 从a 点开始,经过灯泡L 2到b 点的这段电路中有断路
答案:1. (1)6V (2)4V 2.不变 增大 不变 3. 1.2A 4.B 5.B 6.D
(三)判断电路中电表
判断电路中电表是教学的重点,也是难点,学生看到题目往往不知如何完成,通过本节课的学习,使学生了解判断电路中电表妙法,并能应用所学知识完成相应题型.
由于以上各图中各相应用电器间究竟是串联还是并联?甲、乙表与各用电器又是如何连接的?这些问题均不能轻而易举地一眼望穿。因此,许多学生处理起此类问题感到不好决断,且无从下手,下面给同学们介绍一种十分巧妙、快捷的判定方法。
我们知道,在正常使用情况下,电流表是串联在电路中,而电压表是并联在电路中的,若将电流表所在处换成一段导线,则原电路肯定不会出现短路;但若将电压表所在处换成一段空导线,则原电路必出现短路,因此,欲判定哪个电表,只要将该表所在处换成空导线,暂时用纸遮盖住其余表所在支路,通过看删减后的电路是否出现短路,便可使问题迎刃而解。
其遵循的规律是:删减后,能使电路出现短路的,则所要判定的那个电表便是电压表;不能使电路出现短路的,则所要判定的那个电表是电流表。
图10-10
图10-11
【例题3】图1中,电路连接没有错误,电表均有正常示数,请判定甲、乙各是电流表还是电压表
【解析】图1所示电路中的电表,先判定甲表。将原电路删减为图1(a )所示(实际上,不必重新画图,只要将乙表所在支路遮盖住,把甲表的圆圈换成空导线即可。下同)。由图可知,此时R1与R2并联,电路没有出现短路,因此甲表是电流表;再判定乙表,将原电路删减为图1(b )所示,由图可以看出,R2被其下方导线短路,因此乙表是电压表
【练一练】:1. 图2、图3中,电路连接没有错误,电表均有正常示数,请判定甲、乙各是电流表还是电压表
(答案:图2中甲为电流表,乙为电压表;图3中甲为电压表,乙为电流表)
2. 如图19所示,a 、b 、c 表示的是伏特表或安培表,当K1、K2都闭合时,下列正确说法是 ( ) A .a 、b 、c 都是安培表 B .a 、b 、c 都是伏特表
D .b 、c 是安培表,而a 是伏特表 C .a 、b 是伏特表,而c 是安培表
图10-7