实用文档 初中物理电路故障及动态电路分析 、先根据题给条件确定故障是断路还是短路：两灯串联时，如果只1有一个灯不亮，则此灯一定是短路了，如果两灯都不亮，则电路一定是断路了；两灯并联，如果只有一灯不亮，则一定是这条支路断路，如果两灯都不亮，则一定是干路断路。在并联电路中，故障不能是短路，因为如果短路，则电源会烧坏。、根据第一步再判断哪部分断路或短路。2两端电压，开关闭合串联在电路中，电压表测L2L21：L1与例后，发现两灯都不亮，电压表有示数，则故障原因是什么？解：你先画一个电路图：两灯都不亮，则一定是断路。电压表有示数，说明电压表两个接线柱跟电源两极相连接，这部分导线没断，那么只L1断路了。有示数很大，V2电压，V2，串联，电压表L1与L2V1测L1、例2都断示数很大，说明L2V1=0B、若而V2L2则L1短路而正常；电压。闭合开关后，两灯都不亮。则下列说法正确的是：路。测L2V1=0 、若A。首先根据题给条件：两灯都不BA。其实答案为解：可能你会错选相当于V2L2亮，则电路是断路，A肯定不正确。当断路时，此时连接到了电源两极上，它测量的是电源电压，因此示数很大。而此时的示数为零。由于测有电流通过，因此两端没有电压，因此L1V1标准文案． 实用文档 首先要分析串并联，这个一般的比较简单，一条通路串联，多条并联。
如果碰上了电压表电流表就把电压表当开路，电流表当导线。这个是因为电流表电压小，几乎为零。但电压表不同。此处要注意的是，电压表只是看做开路，并不是真的开路。所以如果碰上了一个电压表一个用电器一个电源串联在一起的情况，要记得。电压表是有示数的（话说我当时为这个纠结了好久）。还有一些东西光看理论分析是不好的，要多做题啊，做多得题，在分析总结以下，会好很多。而且如果有不会的，一定要先记下来，没准在下一题里就会有感悟、一．常见电路的识别方法与技巧 在解决电学问题时，我们遇到的第一个问题往往是电路图中各个 用电器（电阻）的连接关系问题。不能确定各个电阻之间的连接关系，就无法确定可以利用的规律，更谈不到如何解决问题。因此正确识别电路是解决电学问题的前提。当然首先必须掌握串联电路和并联电路这两种基本的电路连接方式（图１（甲）、（乙）），这是简化、改画电路图的最终结果。 识别电路的常用方法有电流流向法（电流跟踪法）、摘表法（去表法）、直线法和节点法。在识别电路的过程中，往往是几种方法并用。 １．电流流向法 电流流向法是指用描绘电流流向的方法来分析电阻连接方式的方法。这是一种识别电路最直观的方法，也是连接实物电路时必须遵循的基本思路。具体步骤是：从电源正极出发，沿着电流的方向描绘标准文案．
中考物理压轴题中有关动态电路比例关系的解法 研读近三年全国各省市中考物理试卷发现，电学压轴题占了压轴题的绝大多数．而在电学压轴题中，动态电路问题属于难度较大的一类．这类考题大多通过滑片的移动、开关的通断，改变电路连接方式或改变电路中的电流、电功率（例如2012年河北卷第38题、2012年北京卷第38题、2012年贵州铜仁卷第41题、2011年北京卷第38题，等等）．这类考题往往涉及到比例关系，综合性大，不同程度地提升了试题的思维水准，增加了试题的难度，很好地实现了知识和思维与高中的衔接，体现了考题的“选拔性和导向性”的原则．下面，我就以2012年河北卷第38题为例，剖析一下这类试题的解题思路，帮助同学们在今后面对这类问题时增强信心。 的已知条件，还要利用“灯泡正常发光”和“电源电压保持不变”这两个几乎在所有的电学题中存在的隐含条件．
片P置于6点时，电压表Vl与电压表V2的示数之比为8：11”，但是这一比例式中未知量过多(Ro、R。、Rb均未知)无法求解，要想解决这一难点，常见的思路是减少未知量的个数（利用“灯泡正常发光”求出R。），或者寻找其他的关系式来建立方程组（利用电源电压不变列出有关Ro、Rb的等式）． 有什么值得一学 在较为复杂的压轴题中提供的条件不止一个，这些条件并不是在一个步骤上同时被全部用到，而是在不同的步骤上逐步被使用，一般来说，一道题完全解答后，所有已知条件都会被用上．所以，同学们在解题过程中，特别是解答最后一个小题时，不能“专注”于那些已经用过的条件，更应该从未曾使用的条件上寻找突破口．如本题第(3)小题，首先要考虑的条件是在前两小题没有使用的“当滑片P置于6点时，电压表Vl与电压表V2的示数之比为8：11”这一条件．
实验五一阶RC电路的过渡过程实验 一、实验目的 １、研究RC串联电路的过渡过程。 2、研究元件参数的改变对电路过渡过程的影响。 二、实验原理 电路在一定条件下有一定的稳定状态，当条件改变,就要过渡到新的稳定状态。从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变,而是需要一定的过渡过程(时间）的,这个物理过程就称为电路的过渡过程。电路的过渡过程往往为时短暂，所以电路在过渡过程中的工作状态成为暂态，因而过渡过程又称为暂态过程。 1、RC电路的零状态响应（电容C充电） 在图5-1（a)所示ＲC串联电路,开关Ｓ在未合上之前电容元件未充电,在ｔ= 0时将开关S合上，电路既与一恒定电压为U的电源接通，对电容元件开始充电。此时电路的响应叫零状态响应,也就是电容充电的过程。 (a) (b) 图５-１RC电路的零状态响应电路及ｕC、u R、i随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律，列出ｔ 0时电路的微分方程为 电容元件两端电压为 其随时间的变化曲线如图5－１(ｂ) 所示。电压ｕc按指数规律随时间增长而趋于稳定值。 电路中的电流为 电阻上的电压为
其随时间的变化曲线如图5－1 (b)所示。 ２、RC电路的零输入响应（电容Ｃ放电） 在图5-2（ａ)所示，ＲC串联电路。开关S在位置2时电容已充电，电容上的电压 ｕＣ= U0,电路处于稳定状态。在t = 0时将开关从位置2转换到位置１，使电路脱离电源，输入信号为零。此时电容元件经过电阻R开始放电。此时电路的响应叫零输入响应，也就是电容放电的过程。 （a）(b) 图5-2 RC电路的零输入响应电路及u C、u R、ｉ随时间变化曲线 根据基尔霍夫电压定律，列出ｔ>０时的电路微分方程为 电容两端电压为 其随时间变化曲线如图5-２(ｂ)所示。它的初始值为U0，按指数规律衰减而趋于零。 τ =ＲC 式中τ = RＣ，叫时间常数,它所反映了电路过渡过程时间的长短，τ越大过渡时间就越长。 电路中的电流为 电阻上电压为 其随时间变化曲线如图5-２（b)所示。 3、时间常数τ 在RC串联电路中，τ为电路的时间常数。在电路的零状态(电容充电）响应上升到稳态值的6３.2%所需要时间为一个时间常数τ，或者是电路零输入（电容放电)响应衰减到初始值的36.8%所需要时间[2]。虽然真正电路到达稳定状态所需要的时间为无限大，但通常认为经过(３-5）τ的时间，过度过程就基本结束,电路进入稳态。
题型29 动态电路相关计算 计算题解题思路 关键是分别抓住电路变化前后所处状态，分析电路中的变化量和不变量，运用有关电学规律和电路特点建立状态方程，联立求解。总之，只要掌握正确的解题思路和方法，常见电路的计算问题都能迎刃而解。解题思路如下结构图： 命题点一滑动变阻器引起的动态电路问题 1．如图，电源电压为8V，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，已知滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V．灯泡电阻不随温度变化，下列说法不正确的是（） A．灯泡的电阻为12Ω B．闭合S1、断开S2，滑动变阻器滑片在最右端时，灯泡的实际功率为0.75W C．闭合S1、S2，要保证电路中各元件安全，滑动变阻器R的取值范围4Ω﹣7.2Ω D．闭合S1、S2，移动滑动变阻器，电流表的示数变化范围0.25﹣0.6 A
2．如图所示电路电源电压不变，闭合开关S移动滑动变阻器的滑片至某位置，定值电阻R0消耗的功率为2.5W；再次移动滑片至另一位置，R0消耗的功率为10W，电压表的示数为5V．若前后两次滑动变阻器消耗的功率相同，则电源电压U＝15V。 3．一学生按照图甲所示的电路图做实验。此时两表示数如图乙所示，电压表的示数为2V，则电热丝电阻R x的阻值为5Ω．已知电热丝R x和滑动变阻器的最大阻值相等，滑片P在b端时，电热丝的发热功率为P b，滑片P在a端时，电热丝的发热功率为P a，那么P a：P b＝4：1。（不考虑电热丝阻 值随温度的变化）
4．如图所示，电路中定值电阻R1＝20Ω，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变，当滑片在a端时，电流表示数为0.3A，滑片在b端时电压表示数为4V．求：（1）电源电压； （2）滑动变阻器R2的最大阻值； （3）R1的最小电功率。 5．如图甲所示电路，R是滑动变阻器，R0是标有“8V8W”的字样的电器（不考虑阻值变化），通过小灯泡L的电流随其两端电压变化的图象如图乙所示。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑到最左端时，R0恰好正常工作。 （1）求电源电压； （2）滑动变阻器的滑片P在某一位置时，电压表的示数如图丙所示，求此时R接入电路的阻值。
dt di L 实验六 一阶RL 电路的过渡过程实验 一、实验目的 1、研究RL 串联电路的过渡过程。 2、研究元件参数的改变对电路过渡过程的影响。 二、实验原理 在电路中，在一定条件下有一定的稳定状态，当条件改变，就要过渡到新的稳定状态。从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变，而是需要一定的过渡过程（时间）的，这个物理过程就称为电路的过渡过程。电路的过渡过程往往为时短暂，所以电路在过渡过程中的工作状态成为暂态，因而过渡过程又称为暂态过程。 1、RL 电路的零状态响应（电感L 储存能量） 图6-1 (a) 是RL 串联电路。在t = 0时将开关S 合上，电路既与一恒定电压为U 的电压接通。 根据克希荷夫电压定律，列出t ≥0时电路的微分方程为 i R + = U (a) (b) (c) 图6-1 RL 电路的零状态响应电路及、、 随时间变化曲线 电路中的电流为 电阻上电压为 电感上的电压为 其随时间的变化曲线如图6-1（b ）、(c)所示。 2、RL 电路的零输入响应（电感L 释放能量）
在图6-2(a) 所示RL串联电路，开关S是合在位置2上，电感元件中通有电流。在t = 0时将开关从位置2合到位置1，使电路脱离电源，RL电路被短路。此时电路为零输入响应。 (a) (b) (c) 图6-2RL电路的零输入响应电路及、、随时间变化曲线根据克希荷夫电压定律，列出t≥0时电路的微分方程为 电路中的电流为 其随时间的变化曲线如图6-2 (b) 所示。它的初始值为I 0，按指数规律衰减而趋于零。 式中τ叫做时间常数，它反映了电路过渡过程时间的长短。 电路中电阻上电压为 电路中电感上电压为 其随时间的变化曲线如图6-2（c）所示。 3、时间常数τ 在RL串联电路中，τ为电路的时间常数。在电路的电路零状态响应上升到稳态值的63.2%所需要时间为一个时间常数τ，或者是零输入响应减到初始值的36.8%所需要时间。虽然真正电路到达稳定状态所需要的时间为无限大，但通常认为经过（3—5）τ的时间，过度过程就基本结束，电路进入稳态。 三、实验内容及步骤 1、脉冲信号源 在实际实验中，采用全数控函数信号发生器的矩形波形做为实验信号电源，由它产生一个固定频率的矩形波，模拟阶跃信号。在矩形波的前沿相当于接通直流电源，电容器通过电阻充电。矩形波后沿相当于电路短路，电容器通过电阻放电。矩形波周期性重复出现，电路就不断的进行充电、放电。
例谈中考命题中的动态电路问题及解题方法 从近几年的中考真题可知，在命题中对动态电路常以选择题、填空题、实验题等形式考查， 难度较大，考生很难把握。为帮助考生分析这类问题，本文将从中考真题出发讲述动态电路 问题及其解题方法。 一、动态电路，注重过程分析 动态电路问题是指变阻器阻值的变化或电路中开关状态改变而使电路中的电流、电路两端电 压发生改变的电路问题。动态电路问题可分为三类，一是滑动变阻器的滑片的位置的变化引 起电路中物理量的变化；二是开关的断开或闭合引起电路中物理量的变化；三是气体浓度、 光照强度、压力大小等因素的变化引起电路中物理量的变化，下面针对这三类问题以例题的 形式进行过程分析，总结和归纳解题方法。 （一）例说滑动变阻器型动态电路 1、串联型 【以题说法】如图1所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P 向左滑动，下列说法正确的是( ) Array A．电流表A的示数变小，电压表V1的示数变大 B．电流表A的示数变小，电压表V1的示数不变 C．电压表V1与电压表V2的示数之和不变 D．电压表V2与电流表A的示数之比不变 【解析】由图1可知，电阻R1和R2串联，电压表V2测R2两端电压， 电压表V1测电源电压，因电源电压不变，则V1示数不变，A项错误；当滑动变阻器R2的滑 片P向左滑动时，R2接入电路中的阻值变大，总电阻变大，电路中的电流变小，电流表的示 数变小，B项正确；电阻R1两端的电压U1＝IR1变小，所以滑动变阻器两端的电压U2＝U－U1 变大，C项错误；电压表V2与电流表A的示数之比即为滑动变阻器连入电路中的电阻值，当 R2的滑片P向左端滑动时，其阻值变大，D项错误。 【答案】B 【方法归纳】（1）解决此类问题第一要判定电路的类型，准确判断滑片移动时滑动变阻器 阻值的变化，可根据欧姆定律分析电流的变化，由欧姆定律的变形式判断电压的变化。 （2）运用串联分压的原理分析电压表的示数的变化，两个电阻串联，滑动变阻器的阻值变 大（变小），分配到的电压变大（变小），由电源电压不变和串联电路电压的规律可知，定 （3
实验五 一阶RC 电路的过渡过程实验 一、实验目的 1、研究RC 串联电路的过渡过程。 2、研究元件参数的改变对电路过渡过程的影响。 二、实验原理 电路在一定条件下有一定的稳定状态，当条件改变，就要过渡到新的稳定状态。从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变，而是需要一定的过渡过程（时间）的，这个物理过程就称为电路的过渡过程。电路的过渡过程往往为时短暂，所以电路在过渡过程中的工作状态成为暂态，因而过渡过程又称为暂态过程。 1、RC 电路的零状态响应（电容C 充电） 在图5-1 (a)所示RC 串联电路，开关S 在未合上之前电容元件未充电，在t = 0时将开关S 合上，电路既与一恒定电压为U 的电源接通，对电容元件开始充电。此时电路的响应叫零状态响应，也就是电容充电的过程。 (a) (b) 图5-1 RC 电路的零状态响应电路及u C 、u R 、i 随时间变化曲线 根据基尔霍夫电压定律，列出t > 0时电路的微分方程为 (注：dt du C i CU q dt dq i c c === ，故,) 电容元件两端电压为 其随时间的变化曲线如图5－1 (b) 所示。电压u c 按指数规律随时间增长而趋于稳定值。 电路中的电流为 电阻上的电压为 其随时间的变化曲线如图5－1 (b) 所示。
2、RC电路的零输入响应（电容C放电） 在图5－2（a）所示, RC串联电路。开关S在位置2时电容已充电，电容上的电压u C= U0，电路处于稳定状态。在t = 0时将开关从位置2转换到位置1，使电路脱离电源，输入信号为零。此时电容元件经过电阻R开始放电。此时电路的响应叫零输入响应，也就是电容放电的过程。 (a) (b) 图5－2RC电路的零输入响应电路及u C、u R、i随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律，列出t >0时的电路微分方程为 电容两端电压为 其随时间变化曲线如图5-2 (b)所示。它的初始值为U0，按指数规律衰减而趋于零。 τ=R C 式中τ = RC，叫时间常数，它所反映了电路过渡过程所用时间的长短，τ越大过渡时间就越长。 电路中的电流为 电阻上电压为 其随时间变化曲线如图5-2 (b)所示。 3、时间常数τ 在RC串联电路中，τ为电路的时间常数。在电路的零状态（电容充电）响应上升到稳态值的63.2%所需要时间为一个时间常数τ，或者是电路零输入（电容放电）响应衰减到初始值的36.8%所需要时间[2]。虽然真正电路到达稳定状态所需要的时间为无限大，但通常认为经过（3-5）τ的时间，过度过程就基本结束，电路进入稳态。 三、实验内容及步骤 1、脉冲信号源
省级课题《农村中学物理实验教学中探究性学习的研究》——子课题《农村中学初中物理分组实验教学探究》 浅谈初中物理动态电路的三种解题方法贵州省务川仡佬族苗族自治县分水中学周炳奎 摘要：串并联电路中由于滑动变阻器的滑片滑动而使电路中的电阻发生变化，从而引起电流表、电压表示数变化的解题方法有：直观思维法，公式计算法，极限假设法。 关键词: 物理动态电路计算假设 对于动态电路问题，由于滑动变阻器的滑片滑动而使电路中的电阻发生变化，从而引起电流表、电压表示数的变化或小灯泡亮度的变化，这部分试题既考查了欧姆定律、串并联电路的特点、滑动变阻器等重要基础知识，又考查了学生综合分析问题的能力，所以许多学生遇到这样的问题总是很难找到突破口，难以解答。现将动态电路的几种解题方法分析如下。 一、纯串联电路 例1. 如图1所示的电路，设总电压为U，R1两端的电压为U1，R2两端的电压为U2，当滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，电流表和电压表的示数变化是（） A. 电流表示数变小，电压表示数变大 B. 电流表、电压表示数都变大 C. 电流表示数变大，电压表示数变小 D. 电流表、电压表示数都变小 图1 解法一（直观思维法）：将电流表视为导线，电压表连同其两端导线取走，容易看出电路由电灯R1与滑动变阻器R2串联而成。当滑片P向右滑动的过程中，滑动变阻器R2接入电路的电阻变大→通过R2的电流变小→A表示数变小；V表并联在R2两端，由于串联电路中电压分配与电阻成正比，所以滑动变阻器R2接入电路的电阻变大→R2两端的电压变大→V表示数变大，而R1两端的电压等于总电压减去R2两端的电压，可以得出R1两端的电压变小。故选A。 解法二（公式计算法）：当滑片P向右滑动的过程中，滑动变阻器R2接入电路的电阻变大→总电阻变大（R=R1+R2）→电流变小I=U/（R1+R2）→A表示数变小，如果根据U2=IR2计算，由于I变小而R2变大，所以不能直接判断出V表示数的变化情况，但可以运用串联电路的特点：U=U1+U2，因为U1=IR1，I变小，R1不变，所以U1变小，而U不变，则U2=U-U1变大，V 表示数变大。故选A。
RL 电路的过渡过程 摘 要：一个电路从原来的稳定状态向新的稳定状态变化需要经过另一个时间过程，这就是电路的过渡过程。电路的过渡过程虽然往往很短暂，但它的作用和影响很重要。本文将用数学分析方法对RC 及RL 一阶线性电路进行全面分析，目的就在于认识和掌握有关的规律，利用过渡过程特性的有利的一面，对其有害的一面进行预防或抑制。 关键词：过度过程，放电过程，充电过程，零状态，非零状态 I ．RC 电路的过渡过程 1．1 RC 电路的放电过程 设开关原在位置2，电路达到稳态后，电容电压等于U,在0t =时开关突然倒向位置1,则在0t ≥时，按照基尔霍夫电压定律列出电路方程 0C iR u += 因为 C du i C dt = 故得 0C C du RC u dt += （1） 这是一个一阶、线性、常系数、齐次微分方程，其通解为 pt C u Ae = 将上式代入式（1），消去公因子,pt Ae 则得到该微分方程的特征方程 10RCP += 该特征方程根（特征根）为 1 p RC =- 因此，式（1）的通解为 t RC C u Ae -= 其中A 为待定的积分常数，由初始条件确定。根据换路定律，换路瞬间电容上的电压不能突变，即在0t +=时，C u =U ，故有A =U 。于是微分方程（1）的解为 t t RC C u Ue Ue τ --== （2） 将电容电压C u 随时间的变化曲线画在图（2）（a ）中，这是一个指数曲线，其初始值为U ，衰减的终了值为零。 式（2）中τ=RC ，称为RC 电路的时间常数，它决定了电压C u 衰减的快慢。τ的单位 图（1）RC 电路
例谈中考命题中的动态电路问题及解题方法 从近几年的中考真题可知，在命题中对动态电路常以选择题、填空题、实验题等形式考查，难度较大，考生很难把握。为帮助考生分析这类问题，本文将从中考真题出发讲述动态电路问题及其解题方法。 一、动态电路，注重过程分析 动态电路问题是指变阻器阻值的变化或电路中开关状态改变而使电路中的电流、电路两端电压发生改变的电路问题。动态电路问题可分为三类，一是滑动变阻器的滑片的位置的变化引起电路中物理量的变化；二是开关的断开或闭合引起电路中物理量的变化；三是气体浓度、光照强度、压力大小等因素的变化引起电路中物理量的变化，下面针对这三类问题以例题的形式进行过程分析，总结和归纳解题方法。 （一）例说滑动变阻器型动态电路 1、串联型 【以题说法】如图1所示，电源电压保持不变，闭合开关S 后，将滑动变阻器R 2的滑片P 向左滑动，下列说法正确的是( ) A ．电流表A 的示数变小，电压表V 1的示数变大 B ．电流表A 的示数变小，电压表V 1的示数不变 C ．电压表V 1与电压表V 2的示数之和不变 D ．电压表V 2与电流表A 的示数之比不变 【解析】由图1可知，电阻R 1和R 2串联，电压表V 2测R 2两端电压， 电压表V 1测电源电压，因电源电压不变，则V 1示数不变，A 项错误；当滑动变阻器R 2的滑片P 向左滑动时，R 2接入电路中的阻值变大，总电阻变大，电路中的电流变小，电流表的示数变小，B 项正确；电阻R 1两端的电压U 1＝IR 1变小，所以滑动变阻器两端的电压U 2＝U －U 1变大，C 项错误；电压表V 2与电流表A 的示数之比即为滑动变阻器连入电路中的电阻值，当R 2的滑片P 向左端滑动时，其阻值变大，D 项错误。 【答案】 B
实验六简单RC电路的过渡过程 一、实验目的 1.研究RC电路在零输入、阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。 2.学习用示波器观察分析电路的响应。 二、原理及说明 1、一阶RC电路对阶跃激励的零状态响应就是直流电源经电阻R向C充电。对于图6-1所示的一阶电路，当t=0时开关K由位置2转到位置1，由方程： 初始值： Uc(0 - )=0 可以得出电容电流随时间变化的规律： 上述式子表明，零状态响应是输入的线性函数。其中τ=RC，具有时间的量纲，称为时间常数，它是反映电路过渡过程快慢程度的物理量。τ越大，暂态响应所持续的时间越长，即过渡过程时间越长。反之，τ越小，过渡过程时间越短。 图6-1 2、电路在无激励情况下，由储能元件的初始状态引起的响应称为零输入响应。即电容器的初始电压经电阻R放电。在图6-1中，让开关K于位置1，使初 始值Uc(0 -)=U ，再将开关K转到位置2。电容器放电由方程： 可以得出电容器上的电压和电流随时间变化的规律：
如用方波信号源激励，RC电路的方波响应，在电路的时间常数远小于方波周期时，前半周期激励作用时的响应就是零状态响应，得到电容充电曲线；而后半周期激励为0，相当于电容通过R放电，电路响应转换成零输入响应，得到电容放电曲线。由于方波是周期信号，可以用普通示波器显示出稳定的图形，以便于定量分析。充电曲线当幅值上升到最大值的63.2%和放电曲线幅值下降到初始值的36.8%所对应的时间即为一个τ，图6-2所示。 图6-2 方波激励作用下RC一阶电路电容电压波形 三、实验设备 1.电路实验箱 2.信号发生器 3.双踪示波器 四、实验内容 用示波器观察RC电路的方波响应。 认清实验线路板上R、C元件的布局及其标称值，个开关的通断位置等等。按下面三中情况选取不同的Ｒ、Ｃ值 1）R=10KΩ，C=1000PF 2）R=10KΩ，C=3300PF 3）R=30KΩ，C=3300PF 组成如图6-2所示的RC充放电电路，信号发生器的信号为方波信号，Um=3V，，将激励与响应的信号输入到示波器，测时间常数τ，观察并描绘响应波f=1KH Z 形。
初中物理电路故障及动态电路分析 1、先根据题给条件确定故障是断路还是短路：两灯串联时，如果只有一个灯不亮,则此灯一定是短路了,如果两灯都不亮，则电路一定 是断路了;两灯并联，如果只有一灯不亮，则一定是这条支路断路，如果两灯都不亮,则一定是干路断路。在并联电路中，故障不能是短路,因为如果短路,则电源会烧坏。 2、根据第一步再判断哪部分断路或短路。 例1：L1与L２串联在电路中，电压表测Ｌ2两端电压，开关闭合后,发现两灯都不亮,电压表有示数，则故障原因是什么?解:你先画 一个电路图：两灯都不亮,则一定是断路。电压表有示数，说明电压表两个接线柱跟电源两极相连接，这部分导线没断，那么只有Ｌ1 断路了。 例2、L1与L2串联,电压表V1测L1电压，V２，Ｖ2示数很大，则L1短路而L2正常；Ｂ、若V1=0而V2示数很大,说明L２都断路。 测L2电压。闭合开关后,两灯都不亮。则下列说法正确的是:Ａ、若Ｖ1＝0 解:可能你会错选A。其实答案为B。首先根据题给条件:两灯都不亮，则电路是断路，A肯定不正确。当Ｌ2断路时，此时V２相当于连接到了电源两极上，它测量的是电源电压，因此示数很大。而此时L１由于测有电流通过,因此两端没有电压，因此V１的示数为零。 首先要分析串并联，这个一般的比较简单,一条通路串联,多条并联。
如果碰上了电压表电流表就把电压表当开路,电流表当导线。这个是因为电流表电压小,几乎为零。但电压表不同。此处要注意的是,电压表只是看做开路，并不是真的开路。所以如果碰上了一个电压表一个用电器一个电源串联在一起的情况，要记得。电压表是有示数的（话说我当时为这个纠结了好久）。还有一些东西光看理论分析是不好的,要多做题啊,做多得题，在分析总结以下，会好很多。而且如果有不会的，一定要先记下来,没准在下一题里就会有感悟、 一.常见电路的识别方法与技巧 在解决电学问题时,我们遇到的第一个问题往往是电路图中各个用电器（电阻)的连接关系问题。不能确定各个 电阻之间的连接关系,就无法确定可以利用的 规律，更谈不到如何解决问题。因此正确识别 电路是解决电学问题的前提。当然首先必须掌握串联电路和并联电路这两种基本的电路连接方式(图１(甲）、（乙）),这是简化、改画电路图的最终结果。 识别电路的常用方法有电流流向法（电流跟踪法）、摘表法（去表法）、直线法和节点法。在识别电路的过程中，往往是几种方法并用。? 1.电流流向法 电流流向法是指用描绘电流流向的方法来分析电阻连接方式的方法。这是一种识别电路最直观的方法,也是连接实物电路时必须遵循的基本思路。具体步骤是:从电源正极出发，沿着电流的方向描绘出电流通过电阻的各条路经，一直达到电源的负极。
RC 及RL 电路的过渡过程 刘训永（安庆师范学院物理与电气工程学院 安徽 安庆 246011） 指导老师：潘康生 摘 要：一个电路从原来的稳定状态向新的稳定状态变化需要经过另一个时间过程，这就是电路的过渡过程。电路的过渡过程虽然往往很短暂，但它的作用和影响很重要。本文将用数学分析方法对RC 及RL 一阶线性电路进行全面分析，目的就在于认识和掌握有关的规律，利用过渡过程特性的有利的一面，对其有害的一面进行预防或抑制。 关键词：过度过程，放电过程，充电过程，零状态，非零状态 I ．RC 电路的过渡过程 1．1 RC 电路的放电过程 设开关原在位置2，电路达到稳态后，电容电压等于U,在0t =时开关突然倒向位置1,则在0t ≥时，按照基尔霍夫电压定律列出电路方程 0C iR u += 因为 C du i C dt = 故得 0C C du RC u dt += （1） 这是一个一阶、线性、常系数、齐次微分方程，其通解为 pt C u Ae = 将上式代入式（1），消去公因子,pt Ae 则得到该微分方程的特征方程 10RCP += 该特征方程根（特征根）为 1 p RC =- 因此，式（1）的通解为 t RC C u Ae -= 其中A 为待定的积分常数，由初始条件确定。根据换路定律，换路瞬间电容上的电压不能突变，即在0t +=时，C u =U ，故有A =U 。于是微分方程（1）的解为 t t RC C u Ue Ue τ --== （2） 将电容电压C u 随时间的变化曲线画在图（2）（a ）中，这是一个指数曲线，其初始值为U ，衰减的终了值为零。 图（1）RC 电路
1、先根据题给条件确定故障是断路还是短路：两灯串联时，如果只有一个灯不亮，则此灯一定是短路了，如果两灯都不亮，则电路一定是断路了；两灯并联，如果只有一灯不亮，则一定是这条支路断路，如果两灯都不亮，则一定是干路断路。在并联电路中，故障不能是短路，因为如果短路，则电源会烧坏。 2、根据第一步再判断哪部分断路或短路。 例1：L1与L2串联在电路中，电压表测L2两端电压，开关闭合后，发现两灯都不亮，电压表有示数，则故障原因是什么？解：你先画一个电路图：两灯都不亮，则一定是断路。电压表有示数，说明电压表两个接线柱跟电源两极相连接，这部分导线没断，那么只有L1断路了。 例2、L1与L2串联，电压表V1测L1电压，V2，V2示数很大，则L1短路而L2正常；B、若V1=0而V2示数很大，说明L2都断路。测L2电压。闭合开关后，两灯都不亮。则下列说法正确的是：A、若V1=0解：可能你会错选A。其实答案为B。首先根据题给条件：两灯都不亮，则电路是断路，A肯定不正确。当L2断路时，此时V2相当于连接到了电源两极上，它测量的是电源电压，因此示数很大。而此时L1由于测有电流通过，因此两端没有电压，因此V1的示数为零。 首先要分析串并联，这个一般的比较简单，一条通路串联，多条并联。如果碰上了电压表电流表就把电压表当开路，电流表当导线。这个是因为电流表电压小，几乎为零。但电压表不同。此处要注意的是，
电压表只是看做开路，并不是真的开路。所以如果碰上了一个电压表一个用电器一个电源串联在一起的情况，要记得。电压表是有示数的（话说我当时为这个纠结了好久）。还有一些东西光看理论分析是不好的，要多做题啊，做多得题，在分析总结以下，会好很多。而且如果有不会的，一定要先记下来，没准在下一题里就会有感悟、一．常见电路的识别方法与技巧 在解决电学问题时，我们遇到的第一个问题往往是电路图中各个用电器（电阻）的连接关系问题。不能确定各 个电阻之间的连接关系，就无法确定可以利用 的规律，更谈不到如何解决问题。因此正确识 别电路是解决电学问题的前提。当然首先必须掌握串联电路和并联电路这两种基本的电路连接方式（图１（甲）、（乙）），这是简化、改画电路图的最终结果。 识别电路的常用方法有电流流向法（电流跟踪法）、摘表法（去表法）、直线法和节点法。在识别电路的过程中，往往是几种方法并用。 １．电流流向法
动态电路分析 一、是非题 1.对于零状态电路，过渡过程的起始瞬间，电容相当于短路，电感相当于开路（不计冲激作用)。 2.换路定律仅用来确定u c(0+)和i L(0+)，其他电量的初始值应根据u c(0+)或 i L(0+)按欧姆定律及基尔霍夫定律确定。 3.同一个一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应具有相同的时间常数。 4.用短路开关把载流线圈短接，则线圈电阻越大，线圈电流衰减时间越长。 5.全响应中，零状态响应由外加激励引起的，所以零状态响应就是稳态响应。 6.电路的零输入响应就是自由分量，零状态响应就是强制分量。 7.R大于、等于或小于是判断RLC串联电路零输入响应处于非振荡放电、临界放电和振荡放电状态的判别式。 8.电感元件是用电压电流特性来定义的元件。 9.如电感元件的电流不变，无论其电感值为多大，都可等效为短路；如电容元件的电压不变，无论其电容值为多大，都可等效为开路。 10.一个在t=0-时电压为零且电压不跃变的电容在换路时相当于短路；一个在 t=0 -时电流为零且电流不跃变的电感在换路时相当于开路。 11.由R、L组成的一阶电路，若R越大，其零输入响应衰减得越慢。 12.零输入的RC电路中，只需时间常数τ不变，电容电压从100V放电到50V所需时间与从150V放电到100V所需时间相等。 13.在零输入响应的情况下，电路的时间常数τ是电流或电压由初始值衰减到该值的0.632倍所需的时间。 14.电压为100V的直流电压源，通过100kΩ电阻对10μF电容充电，经过1s，充电电流为0.368mA。 15.在零状态RL串联电路接入恒定电压，如果电源电压不变，增加电阻可以减少稳态电流及缩短过渡过程时间。
实验2 一阶电路的过渡过程 实验2.1 电容器的充电和放电 一、实验目的 1.充电时电容器两端电压的变化为时间函数，画出充电电压曲线图。 2.放电时电容器两端电压的变化为时间函数，画出放电电压曲线图。 3.电容器充电电流的变化为时间函数，画出充电电流曲线图。 4.电容器放电电流的变化为时间函数，画出放电电流的曲线图。 5.测量RC电路的时间常数并比较测量值与计算值。 6.研究R和C的变化对RC电路时间常数的影响。 二、实验器材 双踪示波器 1台 信号发生器 1台 0.1μF和0.2μF电容各1个 1KΩ和2KΩ电阻各1个 三、实验步骤 1.在电子平台上建立如图2-1所示的实验电路，信号发生器和示波器的设置可照图进行。示波器屏幕上的红色曲线是信号发生器输出的方波。信号发生器的输出电压在+5V与0之间摆动，模拟直流电压源输出+5V电压与短路。当输出电压为+5V时电容器将通过电阻R充电。当电压为0对地短路时，电容器将通过电阻R放电。蓝色曲线显示电容器两端电压Vab随时间变化的情况。在下面V-T 坐标上画出电容电压Vab随时间变化的曲线图。作图时注意区分充电电压曲线和放电电压曲线。
2.用曲线图测量RC电路的时间常数τ。T=0.1ms 3．根据图2-1所示的R,C元件值，计算RC电路的时间常数τ。 T=R*C=1000*0.0000001=0.00001s=0.1ms 4．在电子工作平台上建立如图2-2所示的实验电路，信号发生器和示波器按图设置。单击仿真电源开关，激活实验电路，进行动态分析。示波器屏幕上的红色曲线为信号发生器输出的方波。方波电压在+5V和0V之间摆动，模拟直流电源电压为+5V与短路。当信号电压为+5V时，电容器通过电阻R放电。当信号电压为0V对地短路时，电容器通过电阻R放电。蓝色曲线表示电阻两端的电压与时间的函数关系，这个电压与电容电流成正比。在下面的V-T坐标上画出电阻(电容电流)随时间变化的曲线图。作图时注意区分电容的充电曲线和放电曲线。
一阶电路过渡过程的仿真实验报告
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一阶电路过渡过程的仿真实验报告 实验名称：一阶电路过渡过程的仿真实验实验者：王子申同组同学：李万业杨锦鹏专业及班级：14电气工程及其自动化二班 一、实验目的： 1、进一步熟悉Multisim仿真环境。 2、掌握瞬态分析的使用方法。 3、理解过渡过程的含义。 二、实验设备： 1、PC机一台 2、Multisim仿真软件一套 三、实验原理： 电路在一定条件下有一定的稳定状态，当条件改变，就要过渡到新的稳定状态。从一种稳定状态转到另一种新的稳定状态往往不能跃变，而是需要一定的过渡过程（时间）的，这个物理过程就称为电路的过渡过程。电路的过渡过程往往为时短暂，所以电路在过渡过程中的工作状态成为暂态，因而过渡过程又称为暂态过程。 1、RC电路的零状态响应（电容C充电） 在图5-1 (a)所示RC串联电路，开关S在未合上之前电容元件未充电，在t = 0时将开关S合上，电路既与一恒定电压为U的电源接通，对电容元件开始充电。此时电路的响应叫零状态响应，也就是电容充电的过程。 (a) (b) 图5-1 RC电路的零状态响应电路及u C、u R、i 随时间变化曲线根据基尔霍夫电压定律，列出t 0时电路的微分方程为
(注：dt du C i CU q dt dq i c c === ，故,) 电容元件两端电压为 其随时间的变化曲线如图5－1 (b) 所示。电压u c 按指数规律随时间增长而趋于稳定值。 电路中的电流为 电阻上的电压为 其随时间的变化曲线如图5－1 (b) 所示。 2、RC 电路的零输入响应（电容C 放电） 在图5－2（a ）所示, RC 串联电路。开关S 在位置2时电容已充电，电容上的电压 u C = U 0，电路处于稳定状态。在t = 0时将开关从位置2转换到位置1，使电路脱离电源，输入信号为零。此时电容元件经过电阻R 开始放电。此时电路的响应叫零输入响应，也就是电容放电的过程。 (a) (b) 图5－2 RC 电路的零输入响应电路及u C 、u R 、i 随时间变化曲线 根据基尔霍夫电压定律，列出 t > 0时的电路微分方程为 电容两端电压为 其随时间变化曲线如图5-2 (b)所示。它的初始值为U 0，按指数规律衰减而趋于零。
直流电路动态分析 教学目标：1识别电路结构 2会使用程序法和串反并同法处理电路动态分析问题 教学重点、难点：程序法的流程使用，串反并同法使用时的电路识别 根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量（如I 、U 、R 总、P 等）的变化情况，常见方法 如下： 一．程序法。 基本思路是“局部→整体→局部”。即从阻值变化的的入手，由串并联规律判知R 总的变化情况再由欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况其一般思路为： （1）确定电路的外电阻R 外总如何变化； ① 当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小） ② 若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的通断使并联的支路增多，总电阻减小。 ③ 如图所示分压电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与电器并联（以下简称并联段），另一段与并联部分相路障（以下简称串联段）；设滑动变阻器的总电阻为R ，灯泡的电阻为R 灯，与灯泡并联的那一段电 阻为R 并，则会压器的总电阻为： 211 并灯并灯并灯 并并总R R R R R R R R R R R +-=++-= 由上式可以看出，当R 并减小时，R 总增大；当R 并增大时，R 总减小。由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，R 总变化与并联段电阻的变化情况相 反，与串联段电阻的变化相同。 ④在图2中所示并联电路中，滑动变阻器可以看作由两段电阻构成，其中一段与R 1串联（简称R 上），另一段与R 2串联（简称R 下）， 则并联总电阻
初中物理电路故障及动态电路分析 、先根据题给条件确定故障是断路还是短路：两灯串联时，如果只1有一个灯不亮，则此灯一定是短路了，如果两灯都不亮，则电路一定是断路了；两灯并联，如果只有一灯不亮，则一定是这条支路断路，如果两灯都不亮，则一定是干路断路。在并联电路中，故障不能是短路，因为如果短路，则电源会烧坏。、根据第一步再判断哪部分断路或短路。2两端电压，开关闭合后，L2L2串联在电路中，电压表测例1：L1与发现两灯都不亮，电压表有示数，则故障原因是什么？解：你先画一个电路图：两灯都不亮，则一定是断路。电压表有示数，说明电压表断路两个接线柱跟电源两极相连接，这部分导线没断，那么只有L1 了。L1示数很大，则V2电压，，V2L1、与L2串联，电压表V1测L1例2L2都断路。测示数很大，说明L2B正常；、若V1=0而V2短路而L2V1=0 A、若电压。闭合开关后，两灯都不亮。则下列说法正确的是：。首先根据题给条件：两灯都不。其实答案为B解：可能你会错选A相当于连V2L2断路时，此时肯定不正确。当亮，则电路是断路，A接到了电源两极上，它测量的是电源电压，因此示数很大。而此时的示数为零。V1L1由于测有电流通过，因此两端没有电压，因此多条并联。这个一般的比较简单，首先要分析串并联，一条通路串联，这个是电流表当导线。如果碰上了电压表电流表就把电压表当开路，1 因为电流表电压小，几乎为零。但电压表不同。此处要注意的是，
电压表只是看做开路，并不是真的开路。所以如果碰上了一个电压表一个用电器一个电源串联在一起的情况，要记得。电压表是有示数的（话说我当时为这个纠结了好久）。还有一些东西光看理论分析是不好的，要多做题啊，做多得题，在分析总结以下，会好很多。而且如果有不会的，一定要先记下来，没准在下一题里就会有感悟、一．常见电路的识别方法与技巧 在解决电学问题时，我们遇到的第一个问题往往是电路图中各个 用电器（电阻）的连接关系问题。不能确定各个电阻之间的连接关系，就无法确定可以利用的规律，更谈不到如何解决问题。因此正确识当然首先必须掌握串联电路和并联电别电路是解决电学问题的前提。，这是简化、改画（乙））路这两种基本的电路连接方式（图１（甲）、电路图的最终结果。、摘表法（去识别电路的常用方法有电流流向法（电流跟踪法）、直线法和节点法。在识别电路的过程中，往往是几种方法并表法）用。１．电流流向法 电流流向法是指用描绘电流流向的方法来分析电阻连接方式的也是连接实物电路时必须遵方法。这是一种识别电路最直观的方法，循的基本思路。具体步骤是：从电源正极出发，沿着电流的方向描绘出
实验7 RC电路的过渡过程 一，实验目的： （一）研究一阶RC电路的阶越响应和零输入响应 （二）研究连续方波电压输入时，RC电路的输出波形 二，实验仪器设备： 1、惠普数字记忆示波器HP54603B 2、惠普直流稳压电源HPE3611A 3、直流电路实验箱 4、方波发生器 三：实验内容 注：实际的电路接法参考后面实验结果中的MULTISIM中的电路图。 （一）RC电路的过渡过程 1．将直流稳压电源，电阻，电容串连。 R=100Kohm, C=20 μF, U=5.5V 2. 观察Uc 波形，测定时间常数 （1）观察充电波形 （2）测量时间常数 （3）观察放电波形 3．更换电阻，使R=10Kohm, 重复以上步骤。 （二）连续方波电压输入时RC串联电路的过渡过程 1．将方波发生器，电阻，电容串连。 C=5400 ρF, U=10V，周期为1ms,比率为50％ 分别观察R=10Kohm和R=100Kohm两种情况下的U和Uc的波形，并记录。 2．将上图中的R、C互换位置，分别观察R=10Kohm和R=100Kohm两种情况下的U和Uc 的波形，并记录。 (三) 研究脉冲分压器的过渡过程 具体电路见仿真部分 1．调节C1使U2为前后沿比较好的矩形波，记录此时的C1值。 2．改变C1的大小，观察U2波形的失真情况，研究C1的大小与U2波形失真的关系。 (四) 电容并联电路的过渡过程 具体电路见仿真部分 C1=C2=10μF，换路前K处于不接入状态，Uc1(0)=U=10V, Uc2(0)=0V, t=0时，开关K接入有效电路，即将C2接入。观察换路前后，Uc1(t)的波形，并将结果画在方格纸上。 四．实验结果 （一）RC电路的过渡过程