初中电路故障问题怎么分析分析问题

内容提示:初中物理_怎样判断电路故障

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摘要: 电路故障分析是物理中考中出现频率极高的一个考点,也是学生的易错点.电路故障只有短路和断路两种类型,根据灯泡的亮灭、电流表和电压表的示数就可以推理出电路具体的故障.  

导读:初中物理常见电路故障类型及原因分析,初中学生学习电学时,如何用电流表、电压表判断电路故障感到很困难,对电路故障要熟练正确的判断除了应对各个概念完全掌握,对电路故障分析进行详细的介绍和比较,一、短路与断路现象分析,初中物理电路故障的类型主要有两种:短路和断路,导致电路中电流过大,指的是串联的多个用电器中的一个或多个(当然不是全部)在电路中不起作用,这种情况是由于接线的原因或者电路发生故障引起的,

初中物理常见电路故障类型及原因分析

――――黑龙江省同江市第三中学 韩丽玉

初中学生学习电学时,都对如何分辨短路与断路,如何用电流表、电压表判断电路故障感到很困难。直到九年级,学习比较优秀的学生也还糊里糊涂。我

认为,对电路故障要熟练正确的判断除了应对各个概念完全掌握,并形成完整的

概念体系外,同时还应对各个实验的现象及结论充分理解,并能够灵活应用。在这里通过一些具体的实例,对电路故障分析进行详细的介绍和比较,使同学们在遇到具体问题时,能够选择最佳的解题方法,以提高解决问题的能力和效率。

一、短路与断路现象分析

初中物理电路故障的类型主要有两种:短路和断路。 短路,又分为电源短路和用电器短路两种。

1、电源短路,指导线不经过用电器而直接接到了电源的两极上。导致电路中电流过大,从而烧坏电源。这种情况是绝对不允许的。

电源短路,如图两种情况,一种是开关闭合,导线直接接到电源两极上;另一种是开关闭合,电流表直接接到了电源两极上。

2、用电器短路,指的是串联的多个用电器中的一个或多个(当然不是全部)在电路中不起作用,这种情况是由于接线的原因或者电路发生故障引起的。这种情况一般不会造成较大的破坏。

用电器短路,从实验的角度给学生做如图所示的实验,学生观察到:闭合开关,灯泡L1、L2发光,当用一

根导线并接到A、B两点之间,灯泡L2熄灭,灯泡L1变亮。事实告诉同学们,此时灯泡L2中没有电流流过,电流从电源正极流到A点后,只经过导线流到B点,再流过L1,回到电源负极。

将这一现象上升到理论就是:从同一起点A到同一终点B,如果存在多条可能的通路,但其中有一条是导线,则电流只流经导线,不通过其他任一通路。这种现象表现出了自然界“最经济的原理”。

断路,指电路断开的情况,可能是由于接触问题或者电流过大把用电器烧毁引起的。 具体“症状”有: 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。

2、电流表示数正常而电压表无示数:

诊断:“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表,则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路。

3、电压表有示数而电流表无示数

诊断:“电压表有示数”表明电路中有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是①电流表短路;②和电压表并

联的用电器开路,此时电流表所在电路中串联了大电阻(电压表内阻)使电流太小,电流表无明显示数。 4、电流表电压表均无示数

诊断:“两表均无示数”表明无电流通过两表,除了两表同时短路外,最大的可能是主电路断路导致无电流。 二、电路故障模拟实验

如图所示,灯泡L1和灯泡L2串联在电路中,为了帮助同学们理解故障原因,分别做以下四个模拟实验:

实验一:模拟灯L1短路的情形,取一根导线并接到L1的两端,闭合开关,观察到灯L2发光,且亮度变亮,电流表示数变大,电压表无示数(被短路);

实验二:模拟灯L1断路的情形,将灯L1从灯座上取下来,闭合开关,观察到灯L2熄灭,电流表无示数,电压表示数变大,为电源电压;

实验三:模拟灯L2短路的情形,取一根导线并接到L2的两端,闭合开关,观察到灯L1亮度变亮,电流表示数变大,电压表示数变大;

实验四:模拟灯L2断路的情形,将灯L2从灯座上取下来,闭合开关,观察到灯L1熄灭,电流表无示数,电压表也无示数。 三、判断故障的方法

使用电压表、电流表、小灯泡、导线等都可以判断故障所在,以下举例说明。主要判断方法: 方法一、电压表检测法

例1 在电学实验中,遇到断路时,常用电压表来检测。某同学连接了如图1所示的电路,闭合开关S后,发现灯不亮,为检查电路故障,他用电压表进行测量,结果是:Uae=3V,Uab=0,Ubd=0,Ude=3V则此电路的故障可能是( ) A.开关S接触不良 B.小灯泡灯丝断了 C.d、e间出现断路 D.e、f间出现断路 分析:观察电路,灯泡和定值电阻串联,闭合开关S后,发现灯不亮,说明发生断路故障。用电压表测

量时,表与被测元件并联,相当于在被测元件旁又使电流有了一条路径。若被测元件通路,由于电压表电阻很大,等效于开路,对电路无影响,其示数为零;若被测元件断路,电流不能从元件通过,只能从电压表通过,因电压表的电阻很大,这个电流很小,灯泡不亮,但电压表有示数,且近似等于电源电压。本题中电压表测得Uae=3V,说明电源可提供3V电压;Uab=0,Ubd=0,说明a、d两点与电源两极相连的电路某处断开,Ude=3V,说明故障在d、e两点之间且为断路。选择C。

例2 如图所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮;接触b、c两点时,两灯都不亮;接触c、d两点时,两灯都亮。则( )

A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L2短路 D.开关S断路

分析:闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,说明电路发生断路故障。用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮,说明断路故障发生在灯L2和开关上;

接触b、c两点时,两灯都不亮;说明断路故障发生在灯L1和开关上;接触c、d两点时,两灯都亮,排除灯泡故障,说明开关S断路,故选D。

电流表、小灯泡的检测法与导线相似,电流表检测时要防止造成电源短路。 四、典型练习题

1.如图2所示的电路中,电源电压为6V,当开关S闭合后,只有一只灯泡发光,且电压表V的示数为6V,产生这一现象的原因可能是( )

A.灯L1处短路 B.灯L2处短路 C.灯L1处断路 D.灯L2处断路 2.如图3所示,当开关S闭合时,发现电流表指针偏转,电压表指针不动。该电路的故障可能是( )

A.灯L1的接线短路 B.灯L2的接线短路 C.灯L1的灯丝断了 D.灯L2的灯丝断了 3.在图4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,其中一盏灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数不变,产生这一现象的原因可能是( ) A.灯L1短路 B.灯L2短路 C.灯L1断路 D.灯L2断路 (以上3道练习题的答案分别是:B、A、D)

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