初中物理_怎样判断电路故障.doc

电学专题：怎样判断电路故障  
电路中故障的判断是物理知识和生活实践联系的一个重要方面，在中考中是一个考察的一个热点内容。电路故障一般分为短路和断路两大类。分析识别电器故障时，一定要根据电路中出现的各种反常现象，如灯泡不亮，电流表和电压表示数反常等，分析其发生的各种可能原因，再根据题中给的其他条件和现象、测试结果等进行综合分析，确定故障。综观近年全国各地的中考物理试卷，我们不难发现，判断电路故障题出现的频率还是很高的。许多同学平时这种题型没少做，但测验时正确率仍较低，有的反映不知从何处下手。
在测量小灯泡电阻的实验中常出现的电路故障现象及其故障原因如下表：
故障原因
故障表现
小灯泡短路
电流表示数偏大，电压表无示数，小灯泡不亮
小灯泡断路
电压表示数接近电源的电压，电流表无示数，小灯泡不亮
滑动变阻器“上上连接”
电路中电流不能改变，电压表的示数为电源的电压，灯泡很亮，也可能烧坏灯泡，滑动变阻器失去作用
滑动变阻器“下下连接”
电路中电流很小，且不能改变，灯泡较暗或不亮，滑动变阻器失去作用
电流表和电压表颠倒
电压表的示数接近电源电压，灯泡不亮，电流表无示数
滑动变阻器断路
电压表和电流表都没有示数，小灯泡不亮

一、开路的判断

1、如果电路中用电器不工作（常是灯不亮），且电路中无电流，则电路开路。
2、具体到那一部分开路，有两种判断方式：
　①把电压表分别和各处并联，则有示数且比较大（常表述为等于电源电压）处开路（电源除外）；
　②把电流表分别与各部分并联，如其他部分能正常工作，则当时与电流表并联的部分断开了。

二、短路的判断

1、串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作，其他部分用电器能正常工作，则不能正常工作的部分短路。
2、把电压表分别和各部分并联，导线部分的电压为零表示导线正常，如某一用电器两端的电压为零，则此用电器短路。

根据近几年中考物理中出现的电路故障，总结几条解决这类问题的常用的主要判断方法：

“症状”1：用电器不工作。
诊断：（1）若题中电路是串联电路，看其它用电器能否工作，如果所有用电器均不能工作，说明可能某处发生了断路；如果其它用电器仍在工作，说明该用电器被短路了。
（2）若题中电路是并联电路，如果所有用电器均不工作，说明干路发生了断路；如果其它用电器仍在工作，说明该用电器所在的支路断路。

“症状”2：电压表示数为零。
诊断：（1）电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路；
（2）电压表的两接线柱间被短路。

“症状”3：电流表示数为零。
诊断：（1）电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。
（2）电流表所在电路电阻非常大，导致电流过小，电流表的指针几乎不动（如有电压表串联在电路中）。
（3）电流表被短路。

“症状”4：电流表被烧坏。
诊断：（1）电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路，即发生了短路。
（2）电流表选用的量程不当。

电路故障判断方法

电路故障的判断对于初学者来说难度较大，因为电路故障的判断包含分析、综合、推理、判断，是一个比较复杂的思维过程。其实我们仔细想想，初中所学的电路无非是两种，一是实验电路，二是家庭电路。电路的故障归纳起来就两种，一是开路，二是短路。下面我们不妨以一处故障为例把它们归纳如下。（实验电路限两个灯泡）

一、实验电路故障的判断方法：

二、家庭电路故障的判断方法：

 电路故障是指电路连接完成通电时，整个电路或部分电路不能工作。它产生的原因主要有：元件本身存在问题，如元件内部开路、短路；电路导线接触不良或断开等。
初中物理电路的三种基本状态是：通路，电路形成回路，电路中有持续电流，电路工作；开路，指电路的某一位置断开，无法形成回路，电路中没有电流，电路不工作；短路，指电源的正负极或用电器两端被导线直接相连，电流不经过用电器直接从电源正极流向负极，此时电路中的电流极大，可能烧坏电源。
因此，综合起来，初中阶段的电路故障一般可以概括为开路和短路两种原因所引起的。分析和判断的一般思路就是首先判断故障原因是开路还是短路引起的，然后再判断是哪部分电路出现的开路或短路故障。
从电路中是否有电流入手分析电路故障不失为一条捷径。若电路（或某一支路）中无电流，则电路是开路；若电路中有电流，则是通路，但既存在故障，则电路中就有部分电路短路（亦称短接）；而整个电路被短路时电路中的电流极大，将出现电流表打表现象，同时整体电路短路故障一般只出现在并联电路中，串联电路一般不出现整体短路故障的分析。
一、并联电路故障
例1：如图1所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S后，灯L1、L2都发光。一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因是（   ）
A．灯L1短路    B．灯L2短路   C．灯L1断路    D．灯L2断路

分析：图1中两灯泡并联，其中一灯突然熄灭，可知是其中一条支路出现开路，再由“电流表、电压表的示数都不变”可知，灯L1没有问题，是灯L2断路。答案选D。
二、串联电路故障
1、开路故障
例2：如图2所示电路，闭合开关后，两灯都不亮，电流表示数为零，可知电路故障为         。

若L1开路，电压表示数为              ，若L2开路，电压表示数为                    。
分析：图中两灯串联，闭合开关后两灯都不亮，电流表示数为零，可知电路出现了开路故障，若L1开路，电压表无法与电源连接，示数为零。若L2开路，电压表和灯泡L1串联后与电源连接，电压表有示数，为电源电压。
答案：开路；零；电源电压。
2、短路故障
例3：如图3所示电路，闭合开关后，有一灯发光，电流表有示数，可知电路故障为            。

若L1短路，L2         ，电压表示数为              ，若L2短路，L1         ，电压表示数为                    。
分析：图中两灯并联，闭合开关后，有一灯发光，电流表有示数，可知电路故障为短路，且不亮的灯短路。若L1短路，L2发光，电压表测L2电压，有示数，为电源电压。若L2短路，L1发光，L2两端电压为零，所以电压表没有示数。
答案：短路；发光；电源电压；发光；零。
三、电路故障判断方法（针对串联电路开路故障）：
如图4所示电路，闭合开关后两灯都不亮，出现了开路故障，可用多种方法判断出哪只灯泡开路。

1、导线短路法：用导线与L1并联，如图5所示，若L2发光，故障为L1开路，若L2不发光，故障为L2开路。

2、电流表并联法：如图6所示，用电流表与L1并联，若电流表有示数，L2发光，故障为L1开路，若电流表无示数，L2不发光，故障为L2开路。

3、电压表测电压法：如图7所示，用电压表与L1并联，测L1两端电压，若电压表有示数，故障为L1开路，若电压表无示数，故障为L2开路。

【练习】
1．如图8是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表和电压表均有读数．则故障原因可能是（    ）
A．L1断路         B．L1短路         C．L2断路          D．L2短路

2．如图9所示，电源电压为6V，闭合开关S后，发现两灯均不亮，仔细检查发现灯泡L2的灯丝断了，其它部分均正常。这时若用电压表测a、b两点间的电压，示数为       V，测b、c两点间的电压，示数为        V。

3．如图10所示，闭合开关S后，L1和L2两盏电灯都不亮，电流表指针几乎没有偏转，电压表指针明显偏转，该电路的故障可能是(     )
A、L1灯丝断了     B、L2灯丝断了    C、电流表损坏   D、灯L2短路

4．如图11所示电路，两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光，过了一会儿，两盏电灯突然同时都不亮了，且电压表和电流表的示数均变为零，如果电路只有一处故障，则故障可能是（   ）
A．电灯L1断路    B．电灯L2断路    C．电灯L1短路    D．电灯L2短路

5．如图12所示，为某同学所连接的电路图，则开关闭合后（   ）
 A．电流表、电压表均被烧坏
B．电流表烧坏，电压表示数为零
C．电流表示数几乎为零，电压表有示数
D．电流表有示数，电压表示数为零

6．如图13所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作。过了一会儿，两电表的示数都突然变大，则该电路中出现的故障可能是(    )
A．灯L发生了断路         B．灯L发生了短路
C．电阻R出现断路         D．电阻R出现短路

练习答案：1、D   2、0；6   3、B   4、A   5、B   6、B