初中物理电路故障.doc

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初中物理电路故障分析

一、短路、断路和开路

1、短路：

（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。

会导致电路中电流过大而烧坏电源。

（2）用电器短路：

指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。

（一般不会造成较大的破坏。

）

2、断路：

从电源的正极到负极，有且只有一条通路，若在某出断开，整个电路就成为断路。

可能是由于接触问题或者电流过大把用电器烧毁引起的。

3、开路：

一般情况下等同于断路。

就是负载断开或者电路断开出现一个端口，一般是电路的干路没有连接电源正负极，也有可能是导线断了，或者是干路串联了电压表等特大电阻的元件。

二、电路故障分析

（一）针对串联电路中的断路故障

方法1：

将完好的用电器与被测电路并联。

若用电器正常工作，说明被测电路上发生断路；若用电器不能工作，说明未测的电路上发生断路。

方法2：

用导线与被测电路并联。

若未测电路正常工作，说明被测电路上发生断路；若未测电路不能工作，说明未测电路上发生断路。

（二）利用电流表的示数变化判断电路故障

1．对于电路中原有电流表的示数变化情况分析。

（1）示数增大，说明电路（或支路）中部分用电器被短路（若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。

2．（针对串联电路）将电流表与被测电路并联分析。

（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。

（三）利用电压表的示数变化判断电路故障 

1．对于电路中原有电压表的示数变化情况分析。

（1）示数增大，说明未与电压表并联的用电器被短路。

（2）示数减小，说明：

与电压表并联的被测电路上发生短路或电压表与电源正负极间发生断路。

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或电压表与电源正负极间发生断路。

（四）串联电路的断路或局部短路故障现象如下表：

内容

断路

局部短路

实质

某电阻（或导线）变为阻值无穷大。

某电阻值变为0，可看作一根导线。

电流情况

电路中（任何处）均无电流。

短路处无电流，整个电路中电流变大。

用电器工作情况

均不工作。

有一个工作，另一个不工作。

故障发生处

电路中任何一点。

只可能在电阻上。

电流表的示数

无示数。

有示数且变大。

电压表的示数

断路处两端电压为电源电压，其余部分为0。

短路处为0，仍然工作的用电器（电阻）两端电压为电源电压。

电流表无示数

断路

与电压表并联的电器断路

电压表示数为电源电压

电压表并联以外电路断路

电压表无示数

电流表有示数（变大）

短路

与电压表并联的电器短路

电压表无示数

电压表并联以外电路短路

电压表示数为电源电压

串联电路的断路或短路故障分析，一般先判断电路中是否有电流（或用电器是否均工作），以确定故障到底是短路还是断路；然后可根据电压情况来判断故障发生的地方。

三、动态电路部分

类型1：

滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中物理量的变化：

明确电路（电压表直接去掉，简化电路）；看准每个电表分别测的是谁的电压和电流；先看电阻的变化，再根据欧姆定律判断电流、电压的变化。

类型2：

开关的断开或闭合引起电路中物理量的变化：

明确断开和闭合是分别是什么电路；画出等效电路（电压表直接去掉，简化电路）；根据欧姆定律判断。

串联和并联电路的判断

一、分析电路的“口诀”：

先判串联和并联，电表测量然后判。

一路到底必是串；若有分支是并联。

A表相当于导线；并时短路会出现。

V表可并不可串；串时相当电路断。

二、连接电路的“口诀”：

①电路：

串联各件依次连；并联标节点、连干路，连好再检验。

②电表：

A表串其中，V表并两端。

正（进）负（出）不能反，量程仔细断。

③提醒：

无论串联或并联，电压表都应最后连。

二．串联、并联的识别方法（右图是简化、改画电路图的最终结果。

）

1.电流流向法：

从电源正极出发，沿着电流的方向描绘出电流通过电阻的各条路经，一直达到电源的负极。

这是识别电路最直观的方法，也是连接实物电路时必须遵循的基本思路。

【例１】在图２（甲）所示电路中，三盏灯是如何连接的，开关闭合后，电流表测量的是哪部分的电流？

做法：

先标出电源的正负极，再沿着从正极到负极的方向，用箭头描绘各处的电流走向，标在电路图上，如图２（乙）。

   分析：

从图２（乙）中可以看出，点ａ是最初的电流分支点，点ｂ是最后的电流会合点。

电流共有三条路径（I1、I2、I3），分别通过三盏灯（L1、L2和L3），所以三盏灯是并联的。

通过电流表的电流只通过L1，所以电流表测量的是通过灯L1的电流。

２.摘表法：

从电路中摘去电压表和电流表，电压表所在支路用断路替代，电流表所在位置用导线替代。

如需进一步分析讨论，原电压表、电流表所测量的电压和电流则应在简化后的电路上标出。

  【例2】如图３（甲）所示电路中，三个电阻是＿＿联的。

电压表Ｖ1的示数为３Ｖ，Ｖ2的示数为5Ｖ，电源电压８Ｖ（填“大于”、“小于”或“等于”）。

   分析：

两个电压表使电路看起来比较复杂，摘掉两个电压表后，把电压表所在支路擦除，电阻的串联方式如图３（乙）所示。

两图比较可知，电压表Ｖ1测量的是Ｒ1和Ｒ３两端的电压Ｕ1＋Ｕ3，电压表Ｖ2测量的是Ｒ1和Ｒ2两端的电压Ｕ1＋Ｕ2，两个电压表的示数之和大于电源电压。

３．直线法：

这是把不规范电路简化成规范电路的普遍适用的方法。

具体方法是：

将电路从电源正负极处断开，结合电流流向法，拉长和缩短某一段导线，使各组元器件都在一条直线上，一次不成，可逐次分步完成。

【例3】图４（甲）所示电路中，电源电压是６Ｖ，开关闭合后电压表的示数为４Ｖ，问：

灯Ｌ1、Ｌ2两端电压各为多少？

   分析：

利用摘表法，可确定这两个灯泡的串联电路。

问题是电压表测量的电压是哪个灯两端的电压。

将电路拉成直线，画出如图４（乙）所示的简洁图，这个问题就迎刃而解了。

４．节点法

这是一种比直线法更直接、更简洁的快速简化电路的方法。

具体做法是：

从电源正极开始，把电阻之间的连接导线缩减成点，相同的点用同一个字母表示。

如果一个电路中的点多于两个，可以将这些点排在一条直线上，再把相应的电阻补充到这些点之间，节点法和直线法有着相辅相成的关系。

   【例4】图５（甲）所示电路中，三个电阻是＿＿联的；电流表Ａ1测量的是通过电阻＿＿＿的电流。

电流表Ａ2测量的是＿＿＿的电流。

分析：

将图５（甲）中的电流表摘掉后，电路中三个电阻的连接方式仍然不明显。

从电源正极开始，可以标出三个位置都是ａ点（电源正极），另外两个位置都是ｂ点（电源负极）。

如图５（乙）所示。

三个电阻都连接在ａｂ两点之间，通过三个电阻的电流方向都是从ａ到ｂ，所以这是一个并联电路。

再利用电流法，描绘电流走向如图５（丙）所示。

可以知道原电流表Ａ1的位置通过的是Ｒ2和Ｒ3的电流I2＋I3；原电流表Ａ2的位置通过的是Ｒ1和Ｒ2的电流I1＋I2、。

本题中两个电流表的位置跟【例2】（图３甲）中两个电压表的位置相同，因为用电流表替代了电压表，三个电阻的连接方式也随之发生了变化。

电路故障分析经典例题

1、先根据题给条件确定故障是断路还是短路：

两灯串联时，如果只有一个灯不亮，则此灯一定是短路了，如果两灯都不亮，则电路一定是断路了；两灯并联，如果只有一灯不亮，则一定是这条支路断路，如果两灯都不亮，则一定是干路断路。

在并联电路中，故障不能是短路，因为如果短路，则电源会烧坏。

2、根据第一步再判断哪部分断路或短路。

【分析】L1与L2串联在电路中，用电压表测L2两端电压，开关闭合后，发现两灯都不亮，电压表有示数。

则故障原因是什么？

解：

你先画一个电路图：

两灯都不亮，则一定是断路。

电压表有示数，说明电压表两个接线柱跟电源两极相连接，这部分导线没断，那么只有L2断路了。

【例】L1与L2串联，电压表V1测L1电压，V2测L2电压。

闭合开关后，两灯都不亮。

则下列说法正确的是：

A、若V1=0，V2示数很大，则L1短路而L2正常；B、若V1=0而V2示数很大，说明L2都断路。

解：

两灯都不亮，则电路是断路，A不正确。

当L2断路时，此时V2相当于连接到了电源两极上，它测量的是电源电压，因此示数很大。

而此时L1等效为导线，因此两端没有电压，因此V1的示数为零。

答案为B。

一、简单电路故障类习题的分析判断

【例1】如图1，闭合开关时，两灯都不亮，电压表示数为0。

则原因可能是（  ）

   A、L1短路   B、L2短路   C、L1开路   D、L2开路

分析：

闭合开关两灯都不亮，表明电路中无电流，是开路故障。

是L1还是L2开路呢？

因为电压表测量L1两端电压，若是L1开路，则电压表应与L2串联接在电源两端，它应该有示数且接近电源电压，而此时电压表示数为0，说明电压表没有连接到电源两端。

正确选项是D。

【例2】如图2，闭合开关时，电流表有示数，电压表示数接近电源电压，则原因可能是（）   

   A、L1短路     B、L2短路      C、L1开路       D、L2开路

 分析：

闭合开关时，电流表有示数，表明电路中有电流，从上面的分析可以判断这是电路中的部分电路短路故障。

那么是L1还是L2短路呢？

可以通过电压表的示数来进行分析。

可以假设一下，若是L1短路，那么L1就相当于一根导线，它的两端电压就为0，这与题目条件不相符。

答案是B。

【例3】如图3，闭合开关时，L1发光而L2不亮，则原因可能是（）   

A、L2开路   B、L2开路   C、RL1比RL2大得多   D、RL1比RL2小得多

分析：

闭合开关时，L1发光，表明电路中有电流，从上面的分析可以判断这是电路中的部分电路短路故障，L1发光而L2不亮，可以很快得出是L2短路；那么L2就相当于一根导线，它的电阻极小，而从电路中不能看出L2被短接，因而故障应是RL2比RL1小得多。

正确选项是C。

【例4】如图4，闭合开关时，电流表A与A1的示数相同，则原因可能是（   ）

   A、L1短路  B、L2短路   C、L1开路   D、L2开路

分析：

并联电路由于存在两条支路，因此必须分析各条支路是否有电流。

本题中，电流表A与A1的示数相同，即I=I1，说明干路和L1所在支路是通路，从并联电路的电流特点分析：

I=I1+I2，因此I2=0，即电流表A2示数为0，L2支路没有电流，此支路开路。

正确选项是D。

【例5】如图6，闭合开关时，灯泡都不亮，电压表示数接近电源电压，则原因可能是（  ）

   A、ab间开路   B、bc间开路  C、cd间开路    D、ad间开路

分析：

L1、L2都不亮，可以判断出电路故障属于开路。

由于电压表示数接近电源电压，说明L2阻值很大（或者电压表串联在电路中），远大于L、L3的电阻，所以开路故障应该是出现在L2所在的部分电路，正确选项应是B。

【例6】如图7，闭合开关时，发现电流表的指针没有偏转；某同学用一根导线将ac两点连接起来，闭合开关瞬间，电流表指针迅速偏转到最大；当他用这根导线将bd两点连接起来时，发现灯L1发光。

则下列关于该电路存在的问题分析错误的是（）

L1完好