人教欧姆定律复习动态电路和故障分析.pptx

电路故障分析电路故障分析动态电路分析动态电路分析一、基本电路故障一、基本电路故障例例1 1 某同学采用如图某同学采用如图3 3Z Z1 1所示电路做电学实验所示电路做电学实验时，出现一处电路故障，以下分析正确的是时，出现一处电路故障，以下分析正确的是()图图3 3Z Z1 1D D A若电流表无示数，电压表有示数，则R1短路B若电流表无示数，电压表无示数，则R2断路C若电流表有示数，电压表有示数，则R1断路D若电流表有示数，电压表无示数，则R2短路 解析 D判断电路故障分析思路：(1)首先分析电路的连接方式，电路中两只电阻串联，电流表测量电路电流，电压表测量定值电阻R2两端电压。(2)然后分析电表的示数：当电流表无示数时(本题中故障只在R1或R2上)，电路故障是断路，如果电压表有示数，则说明电压表两端能够连接到电源两端，则与电压表并联的电阻R2发生了断路；如果电压表无示数，则电阻R1发生了断路，故A、B错误。当电流表有示数时，电路故障是短路，如果电压表无示数，则与其并联的R2被短路(此时电压表测量导线电压)，如果电压表有示数，则电阻R1被短路。图图3 3Z Z2 2C A灯L1短路 B灯L2短路C灯L1断路 D灯L2断路 解析 C采用“去表法”可判断本电路是一个并联电路。分析故障时可采用排除法：若小灯泡L2短路，则电压表示数变小、电流表示数变大，且导致两灯都不亮；若小灯泡L2断路，会导致电流表示数变为0；若小灯泡L1短路，也会导致两灯都不亮；现在电路情形是一灯熄灭而电表示数都不变，只有小灯泡L1发生断路时才有此可能。解析解析(1)(1)电流表和电压表的指针反转，说明电流表和电压表的指针反转，说明两电表的正负接线柱接反了；两电表的正负接线柱接反了；(2)(2)滑动变阻器串滑动变阻器串联在电路中，其作用是改变电路中的电流，移联在电路中，其作用是改变电路中的电流，移动滑片各电表示数均不变，可能是将金属杆上动滑片各电表示数均不变，可能是将金属杆上的两接线柱或电阻丝两端的接线柱直接连入了的两接线柱或电阻丝两端的接线柱直接连入了电路。电路。(3)(3)电流表无示数、灯泡不亮，说明电路电流表无示数、灯泡不亮，说明电路发生了断路，而电压表有示数，说明是小灯泡发生了断路，而电压表有示数，说明是小灯泡发生了断路。发生了断路。2 2在如图在如图3 3Z Z3 3所示的电路中，闭合开关所示的电路中，闭合开关S S，灯，灯L L不亮，不亮，电压表有示数。已知电路中各处均接触良好。电压表有示数。已知电路中各处均接触良好。图图3 3Z Z3 3(1)(1)请写出发生上述现象的三个可能原因：请写出发生上述现象的三个可能原因：_ _ _；_；_ _ _。(2)(2)为进一步确定原因，小华同学将一个电流表正确串联在该电路为进一步确定原因，小华同学将一个电流表正确串联在该电路中，闭合开关中，闭合开关S S，观察电流表的示数情况。若电流表有示数，说明上，观察电流表的示数情况。若电流表有示数，说明上述现象产生的原因是述现象产生的原因是_(_(写出一个可能原因写出一个可能原因)；若电流表；若电流表无示数，说明上述现象产生的原因是无示数，说明上述现象产生的原因是_。(3)(3)小明同学准备用一根导线并联接在电阻小明同学准备用一根导线并联接在电阻R R两端，根据灯泡能否发两端，根据灯泡能否发光进一步确定原因。此操作方案是否可行，请说明理由光进一步确定原因。此操作方案是否可行，请说明理由_。电阻电阻R R断路断路 灯灯L L短路短路 灯泡两端的电压远小于其额定电压灯泡两端的电压远小于其额定电压灯灯L L短路短路 电阻电阻R R断路断路不可行，可能会造成电源短路不可行，可能会造成电源短路 解析解析 闭合开关闭合开关S S，灯，灯L L不亮，电压表有示数，原因可不亮，电压表有示数，原因可能有三种：电阻能有三种：电阻R R断路、灯断路、灯L L短路或灯泡两端的电压远小于其短路或灯泡两端的电压远小于其额定电压。如果在电路中串联一个电流表，电流表有示数，额定电压。如果在电路中串联一个电流表，电流表有示数，说明灯说明灯L L短路，若电流表无示数，说明电阻短路，若电流表无示数，说明电阻R R断路；如果在电断路；如果在电阻阻R R两端并联一根导线，若电路故障是灯两端并联一根导线，若电路故障是灯L L短路，会造成电源短路，会造成电源短路。短路。规律总结规律总结 电路故障一般只包括电路短路或断路两种情况，且一般电路故障一般只包括电路短路或断路两种情况，且一般通过电流表有无示数通过电流表有无示数(或灯泡是否发光或灯泡是否发光)与电压表有无示数进与电压表有无示数进行判断：行判断：电流表有无示数电流表有无示数(或灯泡是否发光或灯泡是否发光)能够确定电路能够确定电路是短路还是断路，若电流表有示数，说明电路短路；若电流是短路还是断路，若电流表有示数，说明电路短路；若电流表无示数，说明电路断路；表无示数，说明电路断路；如果电路短路：电压表无示数，如果电路短路：电压表无示数，短路的是与电压表并联的用电器，电压表有示数，则短路的短路的是与电压表并联的用电器，电压表有示数，则短路的是另外一个用电器；是另外一个用电器；如果电路断路：电压表有示数，断路如果电路断路：电压表有示数，断路的是与电压表并联的用电器，电压表无示数，则断路的是另的是与电压表并联的用电器，电压表无示数，则断路的是另外一个用电器。外一个用电器。二、实验电路故障二、实验电路故障例例2 2如图如图3 3Z Z4 4所示是所示是“测量小灯泡的电功率测量小灯泡的电功率”的电路图。的电路图。正确连接电路后，根据以下现象判断相应故障。正确连接电路后，根据以下现象判断相应故障。(1)(1)闭合开关闭合开关S S后，电流表和电压表的指针都反转。出现此现象后，电流表和电压表的指针都反转。出现此现象的原因：的原因：_。图图3 3Z Z4 4(2)(2)闭合开关闭合开关S S后，两电表均有示数，当调节滑动变阻器滑片时，后，两电表均有示数，当调节滑动变阻器滑片时，各电表示数均不变。出现此现象的原因：各电表示数均不变。出现此现象的原因：_。(3)(3)闭合开关闭合开关S S后，不论怎样调节滑动变阻器，电流表都无示数，后，不论怎样调节滑动变阻器，电流表都无示数，灯泡不亮，而电压表有示数且几乎等于电源电压。出现此现象的原灯泡不亮，而电压表有示数且几乎等于电源电压。出现此现象的原因：因：_。电表的正、负接线柱反接电表的正、负接线柱反接可能是将金属杆上的两接线柱连入了电路，也可能是将瓷筒上的可能是将金属杆上的两接线柱连入了电路，也可能是将瓷筒上的两接线柱连入了电路两接线柱连入了电路小灯泡断路小灯泡断路 针对训练针对训练3.3.小明利用如图小明利用如图3 3Z Z5 5甲所示电路测量小灯泡的电阻。甲所示电路测量小灯泡的电阻。(1)(1)若闭合开关若闭合开关S S后，发现电流表和电压表出现了如图乙所示的后，发现电流表和电压表出现了如图乙所示的情况，这是因为：电压表情况，这是因为：电压表_，电流表，电流表_。图图3 3Z Z5 5量程选择过小量程选择过小(或滑动变阻器连入电路中的电阻不是最大值或滑动变阻器连入电路中的电阻不是最大值)正负接线柱接反了正负接线柱接反了(2)(2)若闭合开关后，发现灯泡比较暗，且无论怎样移动滑动变阻若闭合开关后，发现灯泡比较暗，且无论怎样移动滑动变阻器滑片器滑片P P，灯泡的亮度都未发生变化，其原因是，灯泡的亮度都未发生变化，其原因是_。滑动变阻器连接了下面两个接线柱滑动变阻器连接了下面两个接线柱(3)(3)若闭合开关后，当他移动滑动变阻器的滑片若闭合开关后，当他移动滑动变阻器的滑片P P时，小灯泡变亮，时，小灯泡变亮，而电压表的示数却变小，其原因是而电压表的示数却变小，其原因是_。(4)(4)若闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数若闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数(或指针几乎未动或指针几乎未动)，而电压表的指针有明显偏转。出现这个故障的原因可能是，而电压表的指针有明显偏转。出现这个故障的原因可能是()A A灯丝断了或灯泡与灯座松动灯丝断了或灯泡与灯座松动B B开关接触不良开关接触不良C C滑动变阻器接线松动滑动变阻器接线松动D D电流表烧坏电流表烧坏(5)(5)若闭合开关，发现灯泡不亮，电压表的示数为若闭合开关，发现灯泡不亮，电压表的示数为0 0，而电流表有，而电流表有示数，出现这个故障的原因可能是示数，出现这个故障的原因可能是()A A灯泡与灯座松动灯泡与灯座松动B B开关接触不良开关接触不良C C滑动变阻器接线松动滑动变阻器接线松动D D灯泡短路灯泡短路电压表并联在了滑动变阻器两端电压表并联在了滑动变阻器两端A D 解析解析(1)(1)由图乙可知，电压表指针偏转超出量程，可能是电由图乙可知，电压表指针偏转超出量程，可能是电压表量程选择过小或滑动变阻器连入电路中的电阻不是最大值；压表量程选择过小或滑动变阻器连入电路中的电阻不是最大值；电流表指针反偏，说明电流是从负接线柱流入的，所以故障原电流表指针反偏，说明电流是从负接线柱流入的，所以故障原因是其正负接线柱接反了。因是其正负接线柱接反了。(2)(2)发现灯泡比较暗，说明电路中电发现灯泡比较暗，说明电路中电流很小；且无论怎样移动滑动变阻器滑片流很小；且无论怎样移动滑动变阻器滑片P P，灯泡的亮度都未发，灯泡的亮度都未发生变化，说明滑动变阻器没有在电路中起到改变电路中电阻的生变化，说明滑动变阻器没有在电路中起到改变电路中电阻的作用，所以可能是滑动变阻器接的是下面两个接线柱。作用，所以可能是滑动变阻器接的是下面两个接线柱。(3)(3)电压电压表应并联在小灯泡两端，当小灯泡变亮，电压表的示数应变大，表应并联在小灯泡两端，当小灯泡变亮，电压表的示数应变大，而本题中电压表的示数却变小，可能的原因就是将电压表并联而本题中电压表的示数却变小，可能的原因就是将电压表并联在了滑动变阻器两端了。在了滑动变阻器两端了。(4)(4)闭合开关闭合开关S S后，电流表无示数，可后，电流表无示数，可能是电流表中无电流通过或通过电流表的电流太小，而电压表能是电流表中无电流通过或通过电流表的电流太小，而电压表指针有较大偏转，说明电路中有电流通过。综合考虑，造成此指针有较大偏转，说明电路中有电流通过。综合考虑，造成此故障的原因可能是把电流表和电压表的位置给互换了，也可能故障的原因可能是把电流表和电压表的位置给互换了，也可能是待测灯泡处出现了断路，从而使电压表串联在电路中了。是待测灯泡处出现了断路，从而使电压表串联在电路中了。(5)灯泡不亮，可能是灯泡短路或断路或电流过小，而电流灯泡不亮，可能是灯泡短路或断路或电流过小，而电流表有示数，说明电路中电流不是很小；若灯泡断路，电压表串表有示数，说明电路中电流不是很小；若灯泡断路，电压表串联在电路中，电压表应有示数；综合情况，推断只能是灯泡短联在电路中，电压表应有示数；综合情况，推断只能是灯泡短路，同时电压表也被短路。路，同时电压表也被短路。实验电路故障除断路和短路两个故障之外，还有电流实验电路故障除断路和短路两个故障之外，还有电流表、电压表、滑动变阻器等电路元件接法是否正确的判断：表、电压表、滑动变阻器等电路元件接法是否正确的判断：电压表与电流表正负接线柱是否正确、量程选择是否正确；电压表与电流表正负接线柱是否正确、量程选择是否正确；电流表是否串联在电路中，电压表是否并联在用电器两端；电流表是否串联在电路中，电压表是否并联在用电器两端；滑动变阻器的接法是否遵循了滑动变阻器的接法是否遵循了“一上一下一上一下”的接法：如果的接法：如果只将金属杆两端接入电路，出现的现象是电流表示数较大或只将金属杆两端接入电路，出现的现象是电流表示数较大或灯泡较亮，移动滑片位置，电流表示数不变或灯泡亮度不变；灯泡较亮，移动滑片位置，电流表示数不变或灯泡亮度不变；如果只将瓷筒两端接入电路，出现的现象是电流表示数较小如果只将瓷筒两端接入电路，出现的现象是电流表示数较小或灯泡发光较暗或不发光，移动滑片位置，电流表示数不变或灯泡发光较暗或不发光，移动滑片位置，电流表示数不变或灯泡亮度不变。或灯泡亮度不变。规律总结规律总结三、家庭电路故障三、家庭电路故障例例3 3如图如图3 3Z Z6 6所示，当开关所示，当开关S S闭合后，发现电灯闭合后，发现电灯L L不亮，用试不亮，用试电笔测试电笔测试c c、d d两点时，氖管都发光，测试两点时，氖管都发光，测试a a、b b两点时，只有测试两点时，只有测试a a点氖管发光，则故障可能是点氖管发光，则故障可能是()图图3 3Z Z6 6A A火线与零线短路火线与零线短路 B Bc c、d d之间某处断路之间某处断路C Cb b、c c之间某处断路之间某处断路D D电灯的灯丝断了电灯的灯丝断了C 解析解析 C C试电笔是辨别零线与火线的，当接触到火线时，试电笔是辨别零线与火线的，当接触到火线时，氖管就发光，故氖管就发光，故a a、c c、d d三点均与火线相连，而三点均与火线相连，而b b点没有与火点没有与火线相连，故线相连，故b b、c c之间发生了断路。之间发生了断路。4.4.某同学家中的四盏灯突然全部熄灭了，检查分某同学家中的四盏灯突然全部熄灭了，检查分析保险丝并未烧断，用试电笔测试室内各处电路时，析保险丝并未烧断，用试电笔测试室内各处电路时，无论测试火线还是零线，氖管均发光。以下四种判无论测试火线还是零线，氖管均发光。以下四种判断，正确的是断，正确的是 ()A A灯泡全部烧坏了灯泡全部烧坏了B B室内线路某处短路了室内线路某处短路了C C进户火线断路了进户火线断路了D D进户零线断路了进户零线断路了D 解析解析 D D 题中给出四种判断，都有可能导致电灯突然全部熄灭，题中给出四种判断，都有可能导致电灯突然全部熄灭，但分析电灯熄灭后的检查结果，就会发现有些判断是错误但分析电灯熄灭后的检查结果，就会发现有些判断是错误的。的。检查时发现保险丝并未烧断，这说明室内线路没有检查时发现保险丝并未烧断，这说明室内线路没有短路，因为如果发生短路，必有因电流过大而烧坏电路的短路，因为如果发生短路，必有因电流过大而烧坏电路的现象发生，这样，选项现象发生，这样，选项B B可以排除；可以排除；用试电笔测试各处电用试电笔测试各处电流时氖管均发光，说明线路中火线没有断，因此，选项流时氖管均发光，说明线路中火线没有断，因此，选项C C也也可以排除；可以排除；用试电笔测试零线时，正常情况下氖管不应用试电笔测试零线时，正常情况下氖管不应发光，现在氖管发光，说明零线通过灯泡的灯丝与火线连发光，现在氖管发光，说明零线通过灯泡的灯丝与火线连在了一起，所以，灯泡并未全部烧坏，选项在了一起，所以，灯泡并未全部烧坏，选项A A可以排除；可以排除；测试火线、零线时氖管均发光，同时也说明了进户线的零测试火线、零线时氖管均发光，同时也说明了进户线的零线是断开的，从而导致电路不通，电灯不亮，但室内各处线是断开的，从而导致电路不通，电灯不亮，但室内各处都与火线相接，处于有电状态，因此，选项都与火线相接，处于有电状态，因此，选项D D是正确的。是正确的。5 5近年来有许多重大火灾都是因线路故障造成的。线路近年来有许多重大火灾都是因线路故障造成的。线路故障的一个原因是线路连接处接触不良，当线路连接处接故障的一个原因是线路连接处接触不良，当线路连接处接触不良时，与连接完好相比，该处的阻值将增大，在该处触不良时，与连接完好相比，该处的阻值将增大，在该处消耗的电功率将消耗的电功率将_(_(选填选填“减小减小”、“增大增大”或或“不不变变”)，会产生局部过热，引发火灾。线路故障的另一个原，会产生局部过热，引发火灾。线路故障的另一个原因是线路严重老化，由橡胶或塑料制成的导线线皮是用来因是线路严重老化，由橡胶或塑料制成的导线线皮是用来绝缘的，但时间长了，线皮会老化变质，绝缘性能变差，绝缘的，但时间长了，线皮会老化变质，绝缘性能变差，甚至龟裂露出线芯，通电时产生火花或导线之间会发生短甚至龟裂露出线芯，通电时产生火花或导线之间会发生短路，当导线之间发生短路时，导线中电流过路，当导线之间发生短路时，导线中电流过_(_(选填选填“大大”或或“小小”)，酿成火灾。，酿成火灾。增大增大 大大 规律总结判断家庭电路故障的题目主要包括两种情况：运用保险丝是否熔断判断电路中是短路还是总功率过大：如果用电器开关闭合后保险丝立即熔断则为用电器短路，如果保险丝“过一会儿”熔断则为电路用电器总功率过大；运用试电笔检测断路位置：试电笔是辨别火线与零线的，当接触到火线时，氖管就发光，只要能够使氖管发光的地方都与火线相连，就说明与火线之间没有发生断路现象。解析 当线路连接处接触不良时，与连接完好相比该处的阻值将增大，而整个电路的电流可以认为不变，根据PI2R可知，该处消耗的电功率将增大。当导线之间发生短路时，可以认为R0，根据IUR，导线中电流过大，导线会因过热而引发火灾。一、串联电路一、串联电路例例1 1如图如图4 4Z Z1 1所示电路是伏安法测电阻的实验电路图，当滑所示电路是伏安法测电阻的实验电路图，当滑片片P P向右移动时，电流表的示数将向右移动时，电流表的示数将_ _，电压表的示数将，电压表的示数将_。(均选填均选填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”)()(电源电压不电源电压不变变)图图4 4Z Z1 1变小变小 变小变小 解析 分析电路连接情况：电路中R1、R2是串联的；判断电表测量对象：电流表测量电路中电流，电压表测量定值电阻两端电压；分析判断电表示数变化情况：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，R2增大，总电阻增大，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，所以电流表示数变小；R1为定值电阻，根据U1IR1可知，U1减小，所以，电压表示数变小。例例2 2在如图在如图4 4Z Z2 2所示的电路中，电源电压不变。将开关所示的电路中，电源电压不变。将开关S S闭闭合，则电流表的示数将合，则电流表的示数将_，电压表的示数将，电压表的示数将_。(均选填均选填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”)图图4 4Z Z2 2变大变大 变大变大 解析解析 开关断开开关断开时时，R1R1、R2R2是串是串联联的，的，电压电压表表测测R1R1两端两端电压电压；开关；开关闭闭合合时时，R2R2被局部短路，被局部短路，电电路中只有路中只有电电阻阻R1R1，电电路中路中总电总电阻阻变变小，小，电电源的源的电压电压全加在全加在R1R1两端，使得两端，使得电压电压表的示数表的示数变变大，根大，根据欧姆定律可知，据欧姆定律可知，电电路中的路中的电电流流变变大，大，即即电电流表示数流表示数变变大。大。针对训练针对训练1 1如图如图4 4Z Z3 3所示电路中，电源电压不变。当滑片所示电路中，电源电压不变。当滑片P P向左移动向左移动时，电流表时，电流表A A的示数将的示数将_；电压表；电压表V V的示数将的示数将_。图图4 4Z Z3 3 不变不变 变小变小 2 2如图如图4 4Z Z4 4所示的电路，电源电压不变，闭合开关，当滑动所示的电路，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向右移动时变阻器的滑片向右移动时()图图4 4Z Z4 4A A电压表示数变大，电流表示数变小，灯泡电压表示数变大，电流表示数变小，灯泡变暗变暗B B电压表示数变小，电流表示数变大，灯泡电压表示数变小，电流表示数变大，灯泡变亮变亮C C电压表示数变小，电流表示数变小，灯泡电压表示数变小，电流表示数变小，灯泡变暗变暗D D电压表示数变大，电流表示数变大，灯泡电压表示数变大，电流表示数变大，灯泡变亮变亮B 规律总结在串联电路中，一般是通过滑动变阻器电阻的变化来判断电路中电流的变化、定值电阻两端电压的变化、滑动变阻器两端电压的变化的。解答此类题目应注意：判断基本思路：滑动变阻器电阻的变化电路总电阻的变化电流表的变化(根据IUR)定值电阻两端电压的变化(根据UIR)滑动变阻器两端电压变化(根据UU1U2)；电压变化规律：当滑动变阻器电阻增大时，其两端电压也增大，同时定值电阻两端电压变小。二、并联电路二、并联电路例例3 3如图如图4 4Z Z5 5所示电路中，电源电压不变。当滑片所示电路中，电源电压不变。当滑片P P向右移动向右移动时，电流表时，电流表A1A1的示数将的示数将_，电流表，电流表A2A2的示数将的示数将_，电压表电压表V V的示数将的示数将_。(均选填均选填“变大变大”、“变小变小”或或“不不变变”)图图4 4Z Z5 5不变不变 不变不变 变小变小 解析 分析电路连接情况：R1和R2是并联的；判断电表测量对象：电流表A1测定值电阻R1所在支路电流，电流表A2测干路电流；分析判断电表示数变化情况：因为并联电路只有一个电压值，所以电压表示数保持不变；并联电路电流互不影响，所以电流表A1示数不变；当滑片P向右移动时，变阻器电阻增大，该支路电流减小，根据干路电流与支路电流关系可知，电流表A2示数变小。图图4 4Z Z6 6并并 不变不变 减小减小 解析 由电路图可知，灯泡L1和灯泡L2是并联的；电流表测L1所在支路电流，电压表测量电源电压(各并联用电器两端电压)，故电压表示数不变；开关闭合时，电流表中有电流通过，开关断开时，电流表中无电流通过，故电流表示数减小。针对训练针对训练图图4 4Z Z7 7串串 变小变小 4 4如图如图4 4Z Z8 8所示的电路中，电源电压恒定不变。当开所示的电路中，电源电压恒定不变。当开关关S S闭合时闭合时()图图4 4Z Z8 8A A电压表示数变小，电流表示数变小，灯变暗电压表示数变小，电流表示数变小，灯变暗B B电压表示数变大，电流表示数变大，灯变亮电压表示数变大，电流表示数变大，灯变亮C C电压表示数不变，电流表示数不变，灯的亮度不变电压表示数不变，电流表示数不变，灯的亮度不变D D电压表示数不变，电流表示数变小，灯变暗电压表示数不变，电流表示数变小，灯变暗 C 规律总结在并联电路中，一般是通过滑动变阻器电阻的变化来判断支路或干路中电流的变化或开关断开与闭合引起支路或干路电流的变化。解答此类题目应注意：把握并联电路规律：并联电路电压相等，干路电流等于各支路电流之和；判断基本思路：根据滑动变阻器滑片移动或开关闭合、断开确定支路电流变化确定干路电流变化(II1I2)。