如何判断电路故障.doc

如 何 判 断 电 路 故 障 呈贡一中 李建磊【摘 要】短路、断路是初中物理电学实验中常见故障，也是物理学科中考时的必考内容，学生也感到十分困难，对学生有较高的能力要求，在进行教学中，教师一定要通过演示实验让学生弄清电路的三种状态：短路、断路（开路）、通路。重视电学第一次学生分组实验：连接串联电路和并联电路。【关键词】串联电路；并联电路；短路；断路；电压表；电流表；示数。短路、断路是初中物理电学实验中常见故障，也是物理学科中考时的必考内容，学生也感到十分困难，其原因是这两类题目对学生有较高的能力要求，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。 在进行教学中，教师一定要通过演示实验让学生弄清电路的三种状态：短路、断路（开路）、通路。重视电学第一次学生分组实验：连接串联电路和并联电路，连接串联电路时往往出现小灯泡不亮，部分同学能找到原因，大部分同学等待老师来处理，此时教师一定要抓住现有的情景，有的可能是小灯泡灯丝断了，有的可能是连线时虚接等原因，连接并联电路是，往往出现一个灯泡亮，另一个不亮，或者两个都不亮。此时，由于学生的电学知识储备不足，学生遇到的实验故障往往也只能教师代劳处理，但一定要让学生牢记这些感性的认识，随着电学实验的进一步深入，电路中又涉及到电流表、电压表，可以看到的现象不仅仅是小灯泡的亮或灭，同时还可以看到两表有示数或没有示数，如何通过看到的现象判断电路出现的故障呢？如何从感性的电学实验现象上升到理论、总结出一些行之有效的方法，让这些判断方法指导我们的电学实验教学，直至指导我们的生活实际。现将我教学中不断总结的一些方法和大家进行交流。例1：某同学在用伏安法测电阻时,连接电路如图1所示，闭合开关，发现两电表的指针都不偏转，可能是（ ）A：电阻R短路 B：电压表断路或它的接线处接触不良 C：电流表断路或它的接线处接触不良 图1D：滑动变阻器短路分析： 如果电阻R短路，电路是通路，电路中应该有电流，即电流表指针应该偏转，所以与题目已知条件（两表指针都不偏转）不符。我们来看答案B，由于伏安法测电阻时，电压表并联在电阻两侧，所以即使电压表断路或接触不良，影响的仅仅是电压表那条路，因为电流表串联在电路中，电流表不受影响，所以电流表应该有读数，即电流表指针应该偏转，所以与题目已知条件（两表指针都不偏转）不符。答案D：伏安法测电阻时，如果滑动变阻器短路，则滑动变阻器相当于导线，滑动变阻器滑片滑动不能改变电路中电阻的大小，并不会影响电路中电压表和电流表正常测量，所以与题目已知条件（两表指针都不偏转）不符，答案C：电流表由于串联在电路中，当电流表断路或它的接线处接触不良时，电路中断路，类似于断开开关，电路处于开路状态，所以两个表都不偏转，所以与题目已知条件（两表指针都不偏转）相符。例2：如图2所示，两盏相同的电灯在闭合开关后都能发光过一会儿，两盏电灯突然都不亮了，且电压表有较大的示数而电流表的示数几乎为零，此时电路发生的故障（故障仅有一处）可能是（ ）A电灯L1灯丝断了C电灯L1短路B电灯L2灯丝断了 D电灯L2短路图2分析：A电灯L1灯丝断了，由于L1 与L2是串联的，电压表又是并联在L2两端，如果L1灯丝断了，就相当于实验前开关未闭合，电流表、电压表都不会有示数，这与我们实验中事实不符，显然是不正确的。B电灯L2灯丝断了，此时的电路可以看为，电流表、灯泡L1、电压表三者串联在一起，由于电压表的电阻很大，根据欧姆定律，此时电路中的电流是很小很小的（几乎为零），由于串联电路电压的分配与电阻成正比，电压表的电阻远远大于L1的电阻，因而导致电压表示数较大（几乎为电源电压）符合题设要求。C电灯L1短路，电路是通路，电压表、电流表都应该有示数，仅仅是L1不会发光，因此该选项是错误的。D电灯L2短路，电路是通路，电流表应该有示数，由于L2短路，电阻为零，故L2两端的电压为零，都与题设不符，显然是错误的。例3：如图3所示，两个灯泡组成串联电路，电源电压是6V闭合开关S后，两灯均不发光，用一只电压表测量，电路中ab间的电压为零，bc间的电压为6V则电路中的故障（故障仅有一处）可能为（ ）图3 AL1短 B L1断路C L2短路 DL2断路分析：此题虽然只有电压表而没有电流表，但是从题设中两灯均不发光、故障仅有一处，便可以知道电路中是没有电流（相当于电流表没有示数），类似例2的分析方法我们不难发现正确答案是D只有L2断路通过以上分析，题设中总会给出一些电路的“症状”： “灯不亮”、 “电流表示数为零”、“电压表示数为零”等等的现象。我们可以从现象入手作出正确的判断：先看电流表示数为零是断路，有示数是短路；然后看电压表确定故障位置。一、开路（断路）的判断1、如果电路中用电器不工作（常是灯不亮）或电流表示数为零，则电路是开路（断路）。2、具体到那一部分开路的判断方式：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） 则电压表所并联的那部分电路开路（断路）；如果电压表与某部分电路并联，电压表示数为零，则电压表所并联的那部分电路是完好的。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(局部短路)。 2、把电压表分别和各部分并联，电流表有示数，而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。综上所述，判断电路故障可以简化为六个字：“无断有、有短无”。每句话前面的“有、无”是指电路中是否有电流；每句话中间的“短、断”是指电路的故障；每句话后面的“有、无”是指电压表是否有示数。“无断有”：电路中没有电流，电路一定是发生了断路（开路），故障的具体位置就在电压表并联上去有示数的地方，没有示数的地方电路是完好的；“有短无”：电路中有电流，电路一定是发生了短路，故障的具体位置就在电压表并联上去没有示数的地方，有示数的地方电路是完好的。下面结合近几年中考物理试题中出现的电路故障，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（无电流），说明某处发生了断路，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或电源短路；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（例如：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。在物理教学过程中教师应充分利用各种信息创设情景激发学生思维的情境，引导学生提出科学的问题，鼓励学生大胆想象，放开思维，让学生在教师的指导下很好的分工合作，观察、记录、分析、描述都要实事求是，讨论时要尊重其他学生的不同意见，鼓励学生的新发现、新见解或提出新的探究问题。千万不要只关注结论的正确与否，甚至急于得出结论，尽可能让学生多做实验，用实验来证实