4．豎直放置的一對(duì)平行金屬板的左極板上用絕緣線懸掛一個(gè)帶正電的小球，將平行金屬板按如圖的電路圖連接，絕緣線與左極板的夾角為θ，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片在a位置時(shí)，電流表的讀數(shù)為I₁，夾角為θ₁，當(dāng)滑片在b位置時(shí)，電流表的讀數(shù)I₂夾角為θ₂，則(　　　 )

A．θ₁<θ₂ ,I₁< I₂

B．θ₁>θ₂ ,I₁> I₂　

C．θ₁=θ₂ ,I₁= I₂

D．θ₁<θ₂ ,I₁= I₂

3．在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中.用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h按圖示方式連接電路,電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零.閉合開關(guān)后：

(1)若電壓表的示數(shù)為2 V,電流表的的示數(shù)為零，小燈泡不亮，則斷路的導(dǎo)線為_________;

(2)若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3 A,小燈泡亮，則斷路的導(dǎo)線為_________;

(3)若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,小燈泡亮度發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為____________.

2．(06廣州市統(tǒng)考卷)如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，外電路接有定值電阻R₁和滑動(dòng)變阻器R，合上開關(guān)K，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P從R的最左端移到最右端的過程中　 (　　 )

A．電壓表讀數(shù)一定變大

B．電壓表讀數(shù)一定變小　

C．R₁消耗的功率一定變小

D．R消耗的功率一定變小

1．(07丹陽)如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻，電阻，，電容器的電容C=3.6μF，二極管D具有單向?qū)щ娦裕�開始時(shí)，開關(guān)S₁閉合，S₂斷開．(1)合上S₂，待電路穩(wěn)定以后，求電容器C上電量變化了多少？(2)合上S₂，待電路穩(wěn)定以后再斷開S₁，求斷開S₁后流過的電量是多少？

2．電表的改裝在教材中只限于改裝成電流表、電壓表和歐姆表等，本題卻要求將電壓表改裝成加速度表，該題的出現(xiàn)提示我們，在平常的學(xué)習(xí)中要重視原理，真正理解概念和規(guī)律的內(nèi)涵。

1．此題為力學(xué)電學(xué)綜合題，解題關(guān)鍵是電壓表讀數(shù)為CD兩端的電壓再由U_AB與U_CD的關(guān)系和受力分析求解。

3．故障分析方法

(1)儀器檢測(cè)法：①斷點(diǎn)故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時(shí)，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表指針偏轉(zhuǎn)，則該段電路有斷點(diǎn)。②短路故障的判斷：用電壓表與電源并聯(lián)，若有電壓時(shí)，再逐段與電路并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，則該電路短路。

(2)假設(shè)法：已知電路發(fā)生某種故障，尋求故障發(fā)生在何處時(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用有關(guān)規(guī)律進(jìn)行推導(dǎo)，結(jié)果若與題設(shè)現(xiàn)象不符合，則此段無故障，否則可能發(fā)生在這部分電路，照此下去找到故障。

(3)排除法：在明確電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，從分析比較故障前后電路中電流、電壓的變化人手，確立故障原因并對(duì)電路中元件逐一分析，排除不可能的情況，尋找故障所在。故障前后電路的兩種狀態(tài)，可根據(jù)不同狀態(tài)物理量間的關(guān)系來求解有關(guān)量。

[應(yīng)用3]如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，當(dāng)開關(guān)S接通后，燈泡L₁和L₂都不亮，用電壓表測(cè)得各部分電壓是U_ab＝6V，U_ad＝0，U_dc＝6V，由此可判定(　　 )

A．L₁和L₂的燈絲都燒斷了　 B．L₁的燈絲燒斷了

C．L₂的燈絲燒斷了　　　　 D．變阻器R斷路

導(dǎo)示: 由題目給出的條件可知，電路中有的地方有電壓，說明電源是有電壓的。由U_ab＝6V和U_ad＝0可知外電路上bcd段有斷點(diǎn)；由U_dc＝6V可知外電路上cL₂d段有斷點(diǎn)，即L₂燒斷，而且除L₂外，L₁和變阻器R都沒有與L₂同時(shí)斷開，否則也不存在U_dc＝6 V。在這種情況下，U_ad＝0是情理之中的。故而C選項(xiàng)正確。

類型一電路與力學(xué)綜合問題分析

[例1]如圖所示是一種懸球式加速度儀，它可以用來測(cè)定沿水平軌道運(yùn)動(dòng)列車的加速度。m是一個(gè)金屬球，它系在金屬絲下端，金屬絲的上端懸掛在O點(diǎn)，AB是一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的電阻絲，其阻值為R₀金屬絲與電阻絲接觸良好，摩擦不計(jì)，電阻絲的中點(diǎn)C焊接一根導(dǎo)線。從O點(diǎn)也引出一根導(dǎo)線，兩線之間接一個(gè)電壓表V(金屬絲和導(dǎo)線電阻不計(jì))；圖中虛線OC與AB垂直，且OC＝h，電阻絲AB接在電壓為U的直流穩(wěn)壓電源上，整個(gè)裝置固定在列車中使AB沿著前進(jìn)的方向，列車靜止時(shí)金屬絲呈豎直狀態(tài)，當(dāng)列車加速或減速前進(jìn)時(shí)，金屬絲將偏離豎直方向，從電壓表的讀數(shù)變化可以測(cè)出加速度的大小。(1)當(dāng)列車向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，試寫出加速度a與電壓表U的對(duì)應(yīng)關(guān)系?以便重新刻制電壓表表面使它成為直讀加速度數(shù)值的加速計(jì)。(2)用此裝置測(cè)得的最大加速度是多少?(3)為什么C點(diǎn)設(shè)置在電阻絲AB的中間?對(duì)電壓表的選擇有什么特殊要求?

導(dǎo)示: (1)設(shè)列車加速度為a時(shí)懸掛小球的金屬絲偏離豎直方向θ角，這時(shí)小球受到的合外力F＝mgtanθ，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma得這時(shí)的加速度表達(dá)式為a＝gtanθ。因?yàn)閠anθ＝DC/h將此式代入上式得a＝gDC/h ，就是觸點(diǎn)D的位移跟加速度的關(guān)系式。

2．故障特點(diǎn)

(1)斷路的特點(diǎn)：電源的電壓不為零而電流強(qiáng)度為零，若外電路中任意兩點(diǎn)間電壓不為零，則這兩點(diǎn)間有斷點(diǎn)。

(2)短路的特點(diǎn)：有電流通過電路而電壓為零。

1．故障電路的工作狀態(tài)　

(1)斷路狀態(tài)：外電阻R→∞時(shí)，I＝0，U_外＝E，P_總＝P_出＝P_損＝0

(2)短路狀態(tài)：外電阻R＝0時(shí)，I_短＝E/r，U_外＝0，P_總＝I_短E=E²/r，P_出＝0，P_損＝P_總

3．電路的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充(放)電。如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它并聯(lián)的電路放電。

[應(yīng)用2](03全國江蘇)在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝3.0 V，內(nèi)阻r＝1.0Ω；電阻R₁＝10Ω，R₂＝10Ω，R₃＝30Ω．R₄＝35Ω；電容器的電容C＝100μF。電容器原來不帶電。求接通電鍵K后流過R₄的總電荷量。

導(dǎo)示: 電路穩(wěn)定時(shí)，直流電路中的電容器可視為開路，所以K接通電路穩(wěn)定后，電路結(jié)構(gòu)是電阻R₂與R₃串聯(lián)，再與R₁并聯(lián)。

由電阻的串并聯(lián)公式，得閉合電路的總電阻為

知識(shí)點(diǎn)三故障電路分析