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【摘要】电路故障的分析是初中物理电学中常考的题型,一般以选择题和实验探究题出现,是考察学生运用所学知识解决实际问题的很好体现。因此,很多同学对电路故障的题感到困难。笔者经过长期的教学实践和积累,总结电路故障的判别方法。希望能提高广大学生的分析能力和解题能力。
【关键词】初中物理 电路故障 判断能力
电路故障的分析是初中物理电学中常考的题型,一般以选择题和实验探究题出现,是考察学生运用所学知识解决实际问题的很好体现。教材中并没有安排专门的课时讲解,因此很多同学对电路故障的题感到困难,究其原因,主要是由于对产生故障的本质原因理解不深造成的。
电路故障分为断路(开路)、短路两种情况,通常是用电器出现断路和短路的情况。断路是指电路中某处断开的电路;短路指的是不经过用电器直接将电源或用电器正负两极连接在一起,即电源短路和用电器短路。如何使学生比较熟练的对电路故障做出正确的判断呢?经过长期的教学实践和积累,我对常见电路故障作了总结并结合全国各地2011年的中考题进行分析,希望能提高广大学生的分析能力和解题能力。
1.断路的判断
1.1 断路表现为用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流。
1.2 检测方法:
(1)把电流表分别与各部分并联,如果其他部分能正常工作,则与电流表并联的部分断路了。
(2)把电压表分别与各处并联,如果电压表有示数且接近电源电压,则与电压表并联处断路了。
(3)利用电流表、电压表来检测,如果电压表有示数而电流表无示数,则与电压表并联处断路了。
例1 (山东省菏泽市-12)如图1所示电路,闭合开关时,发现灯泡L1、L2均不亮,电流表指针几乎没有偏转。某同学用一根导线去查找电路故障:他将开关闭合,然后将导线并联在L1两端,发现L2亮,电流表指针发生偏转,由此可知电路故障可能是(电流表的量程较大)
解析:根据题意,电流表几乎没有偏转,说明是断路;用一根导线去查,他将开关闭合,然后将导线并联在L1两端,发现L2亮,电流表指针发生偏转,说明将L1短路后,L2能亮,所以是L1出现了断路。
图1
答案:L1出现了断路
例2 (青海西宁-11)在如图2所示的电路中,闭合开关后,发现灯L1、L2都不发光,电流表无示数。为了找出发生故障的原因,先用电压表进行检测,发现b、c间的电压为零,a、b间的电压和a、c间的电压都为3V,则电路的故障可能是( )
图2
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
答案:A
解析:电压表与ab、ac连接时示数都为3V,而与bc并联时示数为零,由电压表法得灯泡L1断路,所以选择A。
例3 (黑龙江鸡西市-27)在探究了电阻上的电流跟两端电压的关系后,同学们又提出了电流与电阻有什么关系这一问题。请你和他们一起解决下列问题:
(1)用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)在导线连接完成后,闭合开关前还应。
(3)闭合开关后,移动滑片时发现电流表没有示数,电压表有明显的示数。则发生故障的原因可是 。
解析:(1)如下图
(2)滑动变阻器的滑片移到阻值最大一端(或具体说出接线柱的名称,滑片P在上图中移到D、B或右端)
(3)根据断路的检测方法:如果电压表有示数而电流表无示数,则与电压表并联处断路了。所以故障是电阻处出现断路。
2.短路的判断
2.1 如果串联电路或串联部分中某个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。
2.2 检测:(1)把电压表分别与各部分并联,如果电压表示数为零,则与电压表并联部分短路了;(2)利用电流表、电压表来检测,如果电流表示数正常而电压表无示数,则与电压表并联的用电器短路。
例4 (江苏南京-12)如图所示电路,电源电压保持不变,三只电表均完好。开关S闭合后,发现只有两个电表的指针发生偏转,若电路中只有一个灯泡出现了故障,则可能是( )
A.电压表V1示数为零,灯L1断路
B.电压表V1示数为零,灯L1短路
C.电流表A示数为零,灯L2断路
D.电流表A示数为零,灯L2短路
答案:B
解析:只有两表有示数,已知三个电表正常,所以只可能是电流表和电压表V2是有示数的,则电压表V1的示数为零,由电压表法得到是出现的故障是灯L1短路。所以选择B。
例5 (云南省昭通市-16)小明用如图4所示的电路来研究灯泡的发光情况,电路中两个灯泡规格相同(额定电压均为1.5V)、电源电压恒为3V。闭合开关,两灯正常发光,一段时间后,两灯突然熄灭,但电压表仍有示数,电流表的示数几乎为零。请简述造成这种情况的可能原因(写出两种原因)。
原因一: ;
原因二: 。
图4
解析:根据电压表有示数而电流表无示数,则与电压表并联处断路了,所以故障是L1断路,造成L1断路还有可能是L1因电压过高而烧坏,此时只有L1分担电源电压,L2被短路了。
答案:L1断路; L2短路后,L1因电压过高而发生断路。(只要简答合理均可得分)
例6 (苏州-28)用实验室提供的常用器材(电源是一节干电池)测电阻时,小明与另外三位同学各自设计了下列甲、乙、丙、丁四个电路图。
另外三位同学连接好电路后,闭合开关S,移动变阻器的滑片P时,分别出现了下列三种异常现象:
(A)电流表示数有变化,电压表示数几乎为零
(B)电流表示数几乎为零,电压表示数基本不变
(C)电流表烧坏
请你判断:按图连接的电路出现现象(A);按图连接的电路出现现象(B);按 图连接的电路出现现象(C)。
解析:此题是先告诉我们现象然后判断故障。根据(A)电流表有示数而电压表无示数,则与电压表并联处短路了,电压表测的是一根导线两端的电压,电流表因内阻很小可认为一根导线,所以是丙图。根据(B)电流表无示数而电压表示数基本不变,则与电压表并联处断路了,电压表因内阻很大只要串联在电路中它的示数就接近电源电压,所以是丁图。电流表可认为一根导线,如果并在电源两端会造成电源短路,有很大的电流,所以甲图会造成电流表烧坏。
答案:丙,丁,甲
总之,电路中出现故障就会伴随相应的现象,反之,电路中发生异常的想象必然存在相应的故障。重要的是理解产生故障的原因和与之对应的检测现象,而不能死记硬背。这就需要平时多加训练,才能举一反三熟练掌握。以上就是我从平时的教学实践中总结的电路故障的判别方法。
【关键词】初中物理 电路故障 判断能力
电路故障的分析是初中物理电学中常考的题型,一般以选择题和实验探究题出现,是考察学生运用所学知识解决实际问题的很好体现。教材中并没有安排专门的课时讲解,因此很多同学对电路故障的题感到困难,究其原因,主要是由于对产生故障的本质原因理解不深造成的。
电路故障分为断路(开路)、短路两种情况,通常是用电器出现断路和短路的情况。断路是指电路中某处断开的电路;短路指的是不经过用电器直接将电源或用电器正负两极连接在一起,即电源短路和用电器短路。如何使学生比较熟练的对电路故障做出正确的判断呢?经过长期的教学实践和积累,我对常见电路故障作了总结并结合全国各地2011年的中考题进行分析,希望能提高广大学生的分析能力和解题能力。
1.断路的判断
1.1 断路表现为用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流。
1.2 检测方法:
(1)把电流表分别与各部分并联,如果其他部分能正常工作,则与电流表并联的部分断路了。
(2)把电压表分别与各处并联,如果电压表有示数且接近电源电压,则与电压表并联处断路了。
(3)利用电流表、电压表来检测,如果电压表有示数而电流表无示数,则与电压表并联处断路了。
例1 (山东省菏泽市-12)如图1所示电路,闭合开关时,发现灯泡L1、L2均不亮,电流表指针几乎没有偏转。某同学用一根导线去查找电路故障:他将开关闭合,然后将导线并联在L1两端,发现L2亮,电流表指针发生偏转,由此可知电路故障可能是(电流表的量程较大)
解析:根据题意,电流表几乎没有偏转,说明是断路;用一根导线去查,他将开关闭合,然后将导线并联在L1两端,发现L2亮,电流表指针发生偏转,说明将L1短路后,L2能亮,所以是L1出现了断路。
图1
答案:L1出现了断路
例2 (青海西宁-11)在如图2所示的电路中,闭合开关后,发现灯L1、L2都不发光,电流表无示数。为了找出发生故障的原因,先用电压表进行检测,发现b、c间的电压为零,a、b间的电压和a、c间的电压都为3V,则电路的故障可能是( )
图2
A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路
答案:A
解析:电压表与ab、ac连接时示数都为3V,而与bc并联时示数为零,由电压表法得灯泡L1断路,所以选择A。
例3 (黑龙江鸡西市-27)在探究了电阻上的电流跟两端电压的关系后,同学们又提出了电流与电阻有什么关系这一问题。请你和他们一起解决下列问题:
(1)用笔画线代替导线,将实验电路连接完整。
(2)在导线连接完成后,闭合开关前还应。
(3)闭合开关后,移动滑片时发现电流表没有示数,电压表有明显的示数。则发生故障的原因可是 。
解析:(1)如下图
(2)滑动变阻器的滑片移到阻值最大一端(或具体说出接线柱的名称,滑片P在上图中移到D、B或右端)
(3)根据断路的检测方法:如果电压表有示数而电流表无示数,则与电压表并联处断路了。所以故障是电阻处出现断路。
2.短路的判断
2.1 如果串联电路或串联部分中某个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。
2.2 检测:(1)把电压表分别与各部分并联,如果电压表示数为零,则与电压表并联部分短路了;(2)利用电流表、电压表来检测,如果电流表示数正常而电压表无示数,则与电压表并联的用电器短路。
例4 (江苏南京-12)如图所示电路,电源电压保持不变,三只电表均完好。开关S闭合后,发现只有两个电表的指针发生偏转,若电路中只有一个灯泡出现了故障,则可能是( )
A.电压表V1示数为零,灯L1断路
B.电压表V1示数为零,灯L1短路
C.电流表A示数为零,灯L2断路
D.电流表A示数为零,灯L2短路
答案:B
解析:只有两表有示数,已知三个电表正常,所以只可能是电流表和电压表V2是有示数的,则电压表V1的示数为零,由电压表法得到是出现的故障是灯L1短路。所以选择B。
例5 (云南省昭通市-16)小明用如图4所示的电路来研究灯泡的发光情况,电路中两个灯泡规格相同(额定电压均为1.5V)、电源电压恒为3V。闭合开关,两灯正常发光,一段时间后,两灯突然熄灭,但电压表仍有示数,电流表的示数几乎为零。请简述造成这种情况的可能原因(写出两种原因)。
原因一: ;
原因二: 。
图4
解析:根据电压表有示数而电流表无示数,则与电压表并联处断路了,所以故障是L1断路,造成L1断路还有可能是L1因电压过高而烧坏,此时只有L1分担电源电压,L2被短路了。
答案:L1断路; L2短路后,L1因电压过高而发生断路。(只要简答合理均可得分)
例6 (苏州-28)用实验室提供的常用器材(电源是一节干电池)测电阻时,小明与另外三位同学各自设计了下列甲、乙、丙、丁四个电路图。
另外三位同学连接好电路后,闭合开关S,移动变阻器的滑片P时,分别出现了下列三种异常现象:
(A)电流表示数有变化,电压表示数几乎为零
(B)电流表示数几乎为零,电压表示数基本不变
(C)电流表烧坏
请你判断:按图连接的电路出现现象(A);按图连接的电路出现现象(B);按 图连接的电路出现现象(C)。
解析:此题是先告诉我们现象然后判断故障。根据(A)电流表有示数而电压表无示数,则与电压表并联处短路了,电压表测的是一根导线两端的电压,电流表因内阻很小可认为一根导线,所以是丙图。根据(B)电流表无示数而电压表示数基本不变,则与电压表并联处断路了,电压表因内阻很大只要串联在电路中它的示数就接近电源电压,所以是丁图。电流表可认为一根导线,如果并在电源两端会造成电源短路,有很大的电流,所以甲图会造成电流表烧坏。
答案:丙,丁,甲
总之,电路中出现故障就会伴随相应的现象,反之,电路中发生异常的想象必然存在相应的故障。重要的是理解产生故障的原因和与之对应的检测现象,而不能死记硬背。这就需要平时多加训练,才能举一反三熟练掌握。以上就是我从平时的教学实践中总结的电路故障的判别方法。