初中物理电路故障分析方法

第 1 页 共 7 页 电路故障的种类及判断方法电路故障的种类及判断方法 一 电路故障及其种类 一 电路故障及其种类 1 电路故障 电路连接完成后 闭合开关通电时 发现整个电路或者部分电路无法正常工作的现象叫 电路故障 2 电路故障类型 主要有两种 短路和断路 断路原因 元件损坏 接触不良 短路 分为电源短路和局部短路两种 电源短路 指电流不经过用电器而直接从电源的正极回到负极 1 电源短路 有如下图两种情况 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 导致电路中电流过大 从而烧坏电源或者电流表 这两种情况都是绝对 不允许的 局部短路 指的是串联的多个元件 含用电器 电表 开关 中的一个或多个 当然不是全部 在 2 电路中不起作用 无电流通过该元件 这种情况通常是由于接线的原因或者电路发生故障引起的 一般 不会造成较大的危害 根据短路元件的不同又分为 用电器短路 电表短路 开关短路几种 注意 在并联电路中 一旦用电器短路 同时就会造成电源短路 3 家庭电路的电路故障 家庭电路的故障是常考的题型之一 家庭电路常见故障有四种 断路 短路 过载和漏电 断路 电灯不亮 用电器不工作 表明电路中出现断路 断路时电路中无电流通过 该故障可用测 电笔查出 短路 短路就是指电流没有经过用电器而直接构成通路 发生短路时 电路中的电阻很小 电流很 大 保险丝自动熔断 若保险丝不合适 导线会因发热 温度迅速升高 而引发火灾 过载 电路中用电器总功率过大 导致通过导线的总电流大于导线规定的安全电流值 出现这种情 况轻者导致用电器实际功率下降 重者导线会因过热而引发火灾 漏电 如果导线外层或用电器的绝缘性能下降 则有电流不经用电器而直接 漏 入地下 漏电会 造成用电器实际功率下降 也能造成人体触电 使用漏电保护器能预防漏电的发生 例 1 小明晚上做功课 把台灯插头插在书桌边的插座上 闭合台灯开关 发现台灯不亮 为了找出 故障原因 小明把台灯插头插入其他插座 发现台灯能正常发光 用测电笔插入书桌边的插座孔进行检 查 发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光 故障原因可能是 A 进户线火线上的熔丝烧断 B 进户线零线断了 C 书桌边的插座与零线断开 D 书桌边的插座与火线断开 第 2 页 共 7 页 点拨 点拨 家庭电路中的两根电线 一根是火线 另一根是零线 它们间的电压是 220V 正常情况下 零线与大地之间无 电压 火线与大地之间电压是 220V 测电笔的氖管只要发光 就表明它接触的是火线 这样可排除选项中的 A D 再根据 把台灯插头插入其他插座 台灯能正常发光 可排除 B 故选 C 例 2 暑期 徐延同学家新装了一台 3kW 的空调机 试用了一会儿 家中突然停电 检查发现熔丝断了 导致上述故障的原因可能是 A 插头和插座接触不良 B 电路中用电器的总功率过大 C 空调机内部断路 D 控制空调机的开关短路 点拨 点拨 熔丝断了 只可能有两个原因 短路和过载 选项 A C 都是电路中出现断路 不会造成熔丝熔断 选项 D 开关 短路 不是电路短路 只会造成开关常闭 选项 B 中用电器的总功率过大 导致通过熔丝的总电流大于熔丝的熔断电流 使熔丝熔断 答案 B 例 3 小亮在开着空调的书房里复习功课 妈妈在厨房忙着做晚饭 当她把电饭煲的插头插入插座时 家里的空气开关就 跳闸 了 原因可能是电饭煲插头内部发生了 导致电路中 过大 引起 跳闸 点拨 点拨 空气开关在电路中发生短路 过载 欠压 电压过低 等异常情况时能自动切断电路 从本题情况看 空气 开关 跳闸 只可能是短路引起的 答案 短路 电流 例 4 暑期持续的 桑拿天 居民家里的空调 电扇都闲不住 导致电路火灾时有发生 火警电话不 断 消防车拉着警笛呼啸而出 赶往火灾现场 调查发现 起火原因如出一辙 电线超负荷使电线内的 金属导线发热引燃了外面的绝缘皮 根据学过的物理知识回答 1 超负荷 是指电路中的 过大 选填 电流 或 电阻 2 使火灾发生的理论依据是 3 请你提出一条预防这种火灾发生应采取什么措施 点拨 点拨 电线超负荷是生活用语 它实际就是指物理中的过载 是由电路中电流过大引起的 物理中为研究问题的方便 一般忽略导线的电阻 这是一种理想化的方法 但家庭电路中导线的电阻是不能忽略的 当电路中电流过大时 根据发热 功率的公式 P I2R R 为输电线的电阻 单位时间内产生的热量就多 从而引发火灾 要预防这种火灾 就可以从用电 器和输电线两个方面考虑 答案 1 电流 2 电流越大 根据发热功率的公式 P I2R R 为输电线的电阻 单位时 间内产生的热量就多 3 大功率的用电器交叉使用 换用横截面积较大 或较粗 的输电线 做好电路的散热工作 二 电路故障模拟实验二 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 第 3 页 共 7 页 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 电路故障的判断方法三 电路故障的判断方法 使用电压表 电流表 小灯泡 导线等都可以判断故障所在 检测其它电路故障方法 一 将完好的用电器与被测电路并联 针对串联电路中的断路故障 1 用电器正常工作 说明 被测电路上发生断路 2 用电器不能工作 说明 未测电路上发生断路 二 用导线与被测电路并联 针对串联电路 1 未测电路正常工作 说明 被测电路上发生断路 2 未测电路不能工作 说明 未测电路上发生断路 解析 如右图 1 开关 s 闭合时 两灯都不发光 当把导线接 AB 两点时 若 L2 灯发光 说明可能是 L1 灯断路 也可能是开关 电源处 断路 若 L2 不发光 说明可能是 L2 灯断路 也可能是开关电源处断路 同理导线接 BC 两点时和这类似 只不 过是把 L2 换成 L1 两灯有一个发光 说明电路中出现了短路 三 利用电流表 1 对于电路中原有的电流表示数变化情况分析 1 示数增大 说明 电路 或支路 中部分用电器被短路 所有用电器都被短路 则电流表烧毁 2 示数减小 说明 电路 或支路 中发生断路 电流表坏了 3 示数不变 说明 除电流表所在支路以外的其它支路上发生断路 针对并联电路 2 将电流表与被测电路并联分析 针对串联电路 1 有示数 说明 被测电路上发生断路 2 无示数 说明 未测电路上发生断路 四 利用电压表 1 对于电路中原有的电压表示数变化情况分析 1 示数增大 说明 未与电压表并联的用电器被短路 第 4 页 共 7 页 2 示数减小 说明 与电压表并联的被测电路上发生短路 电压表与电源正负极间发生断路 电压表坏了 3 示数不变 说明 除电压表所在支路以外的其它支路上发生断路 2 将电压表与被测电路并联分析 1 有示数 说明 电压表与电源正负极间是通路的 2 无示数 说明 与电压表并联的被测电路上发生短路 电压表与电源正负极间发生断路 解析 如右图所示的电路中 闭合开关后 若两灯都不发光 电压表示数很大 电流表示数为零 说 明是 L1 断路 若有一个灯发光 电压表示数为零 电流表有示数 说明是 L1 短路 以下举例说明 以下举例说明 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 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 等效于断路 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 说明电源可提供 3V 电压 说明 a d 两点与电源两极相连的电路某处断开 说明故 障在 d e 两点之间且为断路 选择 C 电压表有示数说明 1 2 方法二 导线检测法 例 2 06 大连 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 灯断路 B 灯断路 C 灯短路 D 开关 S 断路 第 5 页 共 7 页 分析 闭合开关 S 时 灯泡 L1 L2 都不亮 说明 无流 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 注意 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 根据现象判断电路故障的口诀 四 根据现象判断电路故障的口诀 1 1 串联电路中 串联电路中 无流断无流断有压 有压 有流短有流短无压 无压 2 2 并联电路中 独断单支停 一短全局输 并联电路中 独断单支停 一短全局输 3 3 家庭电路中 断在明灭间 短在后通点 家庭电路中 断在明灭间 短在后通点 题组一 在串联电路中 1 在如图 13 所示的电路中 电源电压等于 6V 合上开关后 电压表示数为 6V 经分析得出 电路中可能发生 的情况是 若电压表示数为 0V 电路中可能发生的情况是 2 在图 19 所示的电路中 当开关 K 闭合时 灯 L1 L2 均不亮 某同学用一根 导线去查找电路的故障 他将导线先并接在灯 L1 两端时发现灯 L2 亮 灯 L1 不 亮 然后并接在灯 L2 两端时发现两灯均不亮 由此可以判断 A 灯 L1 断路 B 灯 L1 短路 C 灯 L2 断路 D 灯 L2 短路 3 如右图所示电路 有一位同学连好电路后 闭合开关发现灯泡不亮 电流表 无示数 但电压表有示数 电路故障是 A a b 间断路 B c d 间断路 C e f 间断路 D e f 短路 4 在图 16 所示的电路中 电源电压不变 闭合开关 K 后 灯 L1 L2 都发光 段时间后 其中的一盏灯突然变亮 而电压表 Vl 的示数变小 电压表 V2 的 示数变大 则产生这一现象的原因是 A 灯 L1 断路 B 灯 Ll 短路 C 灯 L2 断路 D 灯 L2 短路 5 在如图 18 所示的电路图中 当开关 K 闭合时 A 整个电路发生短路 B 电流表示数变小 C 电流表示数不变化 D 电流表示数变大 图 13 图 19 图 16 图 18 第 6 页 共 7 页 6 如图4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 总结一 题组二 在并联电路中 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 灯处短路 B 灯处短路 C 灯处断路 D 灯 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 灯的接线短路 B 灯的接线短路 C 灯的灯丝断了 D 灯的灯丝断了 3 在图 4 所示的电路中 电源电压不变 闭合开关 S 后 灯 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 灯短路 B 灯短路 C 灯断路 D 灯断路 总结二 题组三 家庭电路故障练习 1 如图 1 所示 当开关 S 闭合后 发现电灯 L 不亮 用测电笔测试 c d 两 点时 氖管都发光 测试 a b 两点时 只有 a 点氖管发光 则故障可能是 A