电路有故障电表来帮忙.docx

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电路有故障电表来帮忙

电路有故障，电表来帮忙

　　电路的连接一共有两种（初中阶段）──串联和并联。

电路的故障也有两种──断路和短路。

在串联和并联电路中，如果发生了断路或者短路，我们该如何去判断呢？

现在我们已经学习了电压表和电流表，下面我们就试着用电压表和电流表的示数变化情况去学会分析电路的故障，我们还是用例题来说明吧！

 　　串联：

　　如图是某同学做电学实验时的电路图，我们一起来分析当电路出现故障时会发生什么样的现象：

（1）R1断路

 　　如果R1断路，电路没有接通，电压表和电流表均无示数。

（2）R1短路

 　　R1短路的含义其实就是用一根导线接在了R1的两端，如图。

这时只有电阻R2接入了电路中，所以电流表和电压表都是测R2中的电流和电压，则会有较大的示数。

　　（3）R2断路

　　如果R2断路，这时电流表、R1电压表形成了一个串联电路，如图，这时，电流表没有示数，电压表相当于测电源电压，所以有示数较大，接近于电源电压。

（该条知识最为难理解，可以在实验课上让学生亲自动手做一下，得出结论）

　　（4）R2短路，

　　如果R2短路，这时，电路中除了R2外其他仍然是通路，如图，只是没有电流经过R2了，所以电流表会有较大的示数，而电压表测的是一段导线的电压，所以示数为0。

　　我们把各种故障造成的现象在这里仔细加以分析，反过来如果告诉了我们电路中的现象，我们就可以对号入座找到相对应的故障原因了。

 　　并联：

　　并联中发生故障后，造成的现象比串联还要简单一些。

我们先来分析一下，如图的并联电路：

（1）L1断路

　　如果L1断路，L2的电路仍然是接通的，如图。

而且由于L2两端的电压仍然等于电源电压，所以L1断路后对L2根本没什么影响。

在这个电路中，A测L2的电流，所以电流表的示数没变化，电压表的示数还是电源电压，也没有变化。

其实这就好像家庭电路中一样，如果关闭了一盏灯，家中的其他用电器并不会受到什么影响，仍然可以正常工作。

（2）L2断路

 　　如果L2断路，受到影响的只有L2所在的支路（如图），L1仍然正常工作。

电压表和L2是并联的，所以对电压表也不会有影响。

在这个电路中会造成电流表没有示数，而电压表仍然有示数且保持不变。

　　（3）L1短路或L2短路

 　　如果L2短路，如图，相当于一段导线接在了L1的两端。

由于L1和L2是并联的，这时也相当于一根导线接在了L2的两端，或者说由于这个电路是个并联，无论是L1短路还是L2短路，其实也就是电源短路。

所以电流表、电压表都不会有示数，两个灯泡都不会发光，而且电源有可能会被烧坏。

　　不管是根据电表示数来判断故障所在，还是说由于故障来分析会发生的现象，只要能对这些知识加以认真总结，其实很多题目都能够实现举一反三。

我们来试试几个例题，检验我们的学习效果吧！

 　　练习：

 　　1．在图中，电源电压保持不变。

闭合电键S，电路正常工作。

过了一会儿，灯L熄灭，两个电表中只有一个电表的示数变小，则下列判断中正确的是（   ）

  　　A．一定是灯L断路，电流表的示数变小。

 　　B．一定是电阻R断路，电流表的示数变小。

 　　C．可能是灯L短路，电压表的示数变大。

 　　D．可能是电阻R短路，电压表的示数变大。

 　　2．在上图中，如果过了一会，灯L熄灭，两个电表示数都变小，故障是　　　　　。

 　　如果过了一会，灯L熄灭，两个电表示数都变大，故障是　　　　　　　　。

 　　3．在图所示的电路中，电源电压保持不变。

闭合电键S，电路正常工作。

经过一段时间，电流表突然无示数。

若电路中只有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。

（1）该电路中存在的故障可能是__________________________；

（2）为进一步确定故障，小强同学用一只完好的灯L替换电路中的电阻R1，闭合电键S，观察灯的亮暗情况。

若灯L亮，说明故障是_____________；若灯L不亮，说明故障是____________。

4．在如图所示的电路中，电源电压不变。

闭合电键K后，灯L1、L2都发光。

一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则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

　　答案：

 　　1．B　

 　　2．灯L断路　　灯L短路

 　　3．

（1）R1断路或R2断路　

（2）R1断路　R2断路

 　　4．C

电路中被测电压的部分电路的判别方法

　　判断电压表测量的是电路中哪一部分的电压，这类题目在练习和试题中频频出现，由于电压表与用电器并联，在串联电路中，不论是实物电路还是形式有变化的电路图中，学生往往不能快速准确地判断电压表究竟测量的是哪一部分的电压，基于上述原因，给出以下方法、例子和练习，希望能给解答这类问题有困难的同学以启示。

 　　在串联电路中，用以下思路和方法可以做到快速准确无误地判断电压表测的是哪部分电路的电压：

　　1．把电压表看作电路的一条“支路”，找到电压表所连接的两点并作为为节点，此时整个电路呈“8（或日）”字型，三条“支路”都接在同样的两个节点上。

 　　2．除电压表外，原电路被分成两部分，都看作与电压表并联，

 　　情形一：

其中一部分电路中有用电器与电源串着，另一部分只含有用电器。

 　　情形二：

其中一部分电路中只有电源，另一部分只含有用电器。

 　　3．作出判断,对情形一电压表测的就是不含电源的那部分电路两端的电压。

 　　对情形二电压表测的同样也是不含电源的那部分电路两端的电压，但同时也就是电源的电压。

　　一、例题示范

 　　【例1】想用电压表测L1两端的电压，如图所示的四幅电路图中，连接正确的是（   ）

　　分析与解答：

本题考查电压表的使用。

题目要求测的是L1两端的电压，电压表应该与L1并联起来。

首先肯定排除B，既无电源又是电压表串联。

应用上述方法分析，A、C、D所示的三个电路中L1、L2串联，把电压表在电路中所连接的两点分别记作a和b，与电压表“支路”并联各有两条“支路”（原串联电路的两部分，分别用红、蓝两种颜色表示），如下图所示：

　　红色表示的部分中含有电源，蓝颜色表示的部分不含电源，因此正确答案选C。

 　　答案：

选C。

 　　【例2】如图所示，电源电压不变，当开关S闭合后，电压表的示数将（   ）

　　A．不变　　B．变小　　C．变大　　D．无法确定

 　　分析与解答：

S闭合前，L1、L2串联，电压表测L1两端的电压。

S闭合后，L2被短路，电压表测电源的电压。

S闭合前的等效电路图。

S闭合后的等效电路图。

 　　答案：

选C。

 【例3】在如图所示的电路中，电源的电压时14V，当开关S闭合时，电压表V1的示数时10V，，电压表V2的示数是6V，则三只灯泡L1、L2、L3两端的电压分别是多少？

 　　分析：

电压表在电路中相当于断开的开关，几乎无电流通过，那么三灯是串联的，对电压表V1，V2分别运用以上方法分析，从而确定V1、V2分别测的是哪部分的电压，再运用串联电路电压规律求出各灯两端的电压。

对V1而言，相当于下面的图A，原电路被分成红、蓝两部分，不包含电源的部分是有L1、L2串联的部分，所以V1测的是L1、L2串联后两端的电压；对V2而言，相当于下面的图B，原电路被分成红、蓝两部分，不包含电源的部分是有L2、L3串联的部分，所以V2测的是L2、L3串联后两端的电压。

 　　解答：

因为L1、L2、L3串联，设L1、L2、L3两端的电压分别是U1、U2、U3，由于V1测的是L1、L2串联后两端的电压，V2测的是L2、L3串联后两端的电压，根据题意及串联电路电压规律得：

 　　U1+U2=10V                   U1=8V

 　　U2+U3=6V          解得     U2=2V

 　　U1+U2+U3=14V                U3=4V

 　　或者U3=U总-10V=4V，U1=U总-6V=8V，U2=6V-U3=2V。

 　　二、跟进训练

 　　【练习1】在如图所示的电路中，能用电压表正确测出灯L1两端的电压的是（   ）

　　【练习2】如图所示的电路中，当开关S闭合时，电压表V1的示数是3V，V2的示数是6V，则电源的电压是（   ）

　　A．12V　　B．9V　　C．6V　　D．3V

 　　【练习3】在如图所示的电路中，电源的电压为4．5V，电压表V的示数为2．5V，则L2两端的电压为（   ）

　　A．0．5V　　B．2V 　　C．2．5V　　D．7V

 　　【练习4】如图所示，将开关S闭合后，电压表V1、V2的示数分别是10V和4V，则此时L2两端的电压为（   ）

　　A．4V　　B．6V　　C．10V　　D．14V

　　【练习5】如图（a）所示的电路中，当闭合开关S后，两个电压表的指针偏转均为图（b）所示的位置，则L1、L2两端的电压分别为（   ）

A．4．8V，1．2V 　　B．6v，1．2V　　C．1．2V，6V　　D．1．2V，4．8V 

 　　【练习6】如图所示的电路，已知L2和L4是完全相同的灯泡，电压表V1的示数是10V，电压表V2的示数是5V，那么A、B间的电压多大？

 　　【练习7】如图所示的电路中，当S1闭合，S2、S3断开时，电压表的示数为6V，当S2闭合，S1、S3断开时，电压表的示数为3V。

（1）电源的电压是多少？

（2）当S1、S3闭合，S2断开时，电压表的示数为多少？

 　　三、练习简答

　　【练习1】答案：

选B。

 　　【练习2】答案：

选B。

因为L1、L2串联。

V1测L1两端的电压，V2测L2两端的电压。

　　分析V1所测电压如图

　　分析V2所测电压如图

　　【练习3】答案：

选B。

因为电压表测的是L1两端的电压。

 　　【练习4】答案：

选B．。

因为L1、L2串联。

V2测L1两端的电压，V1测总电压。

　　分析V1所测电压如图，V1测总电压。

　　分析V2所测电压如图，V2测L1两端的电压。

　　【练习5】答案：

选A。

因为L1、L2串联。

V2测L2两端的电压，V1测总电压。

 　　分析V1所测电压如图，V1测总电压。

 　　分析V2所测电压如图，V2测L2两端的电压。

 　　【练习6】分析：

L1、L2、L3、L4串联，

 　　分析V1所测电压如图，V1测L1、L2串联后的电压。

　　分析V2所测电压如图，V2测L2、L3串联后的电压。

 　　解答：

因为L1、L2、L3、L4串联，V1测L1、L2串联后的电压，V2测L2、L3串联后的电压，设L1、L2、L3、L4=两端的电压分别是U1、U2、U3、U4，根据题意及串联电路电压规律得：

 　　U1+U2=10V

　　U2+U3=5V   得UAB=U1+U2+U3+U4=15V。

 　　U2=U4

 　　【练习7】分析：

（1）当S1闭合，S2、S3断开时，L1、L2串联，电压表测L1两端的电压U1；S2闭合，S1、S3断开时，L1、L2串联，电压表测L2两端的电压U2。

（2）当S1、S3闭合，S2断开时，L2被短路，电压表测电源的电压。

　　解答：

（1）根据题意及串联电路电压规律得：

 　　当S1闭合，S2、S3断开时，L1、L2串联，电压表测L1两端的电压U1=6V；

 　　当S2闭合，S1、S3断开时，L1、L2串联，电压表测L2两端的电压U2=3V；

 　　由于L1、L2串联接在电源上，所以电源的电压U总=U1+U2=6V+3V=9V。

（2）当S1、S3闭合，S2断开时，L2被短路，电压表测电源的电压，所以电压表的示数为9V。