高二物理電路故障的判斷方法

　　一、引入

　　1、如圖所示的電路，是由一個電阻和一個電燈泡組成的串聯(lián)電路，其中電阻完好，電路的連接情況也正確，但電燈泡不亮，若分別只提供電流表或電壓表，你將怎么判斷電路中的故障？

　　分析及解：根據(jù)題意，電阻完好，且電路連接正確，電燈泡不亮的原因只能發(fā)生在電燈泡自身。若在故障檢查中，只提供了電流表，則將電流表串聯(lián)接入電路中，若電流表有示數(shù)，說明電路是連通的，故障是電燈泡被短路若電流表示數(shù)為零，則說明電路中無電流通過，因此電路中出現(xiàn)了開路，可見，電燈泡處可能發(fā)生了開路。

　　如果只給出電壓表，可通過下面兩法分析：

　　方法1、將電壓表并聯(lián)在電阻兩端，因電阻完好，若電壓表有示數(shù)，說明電壓表和電源是連通的，因此可能是電壓表兩節(jié)點（ABB）之外短路，即電燈泡可能被短路；若電壓表無示數(shù)，說明電燈泡處出現(xiàn)了開路現(xiàn)象。

　　方法2、將電壓表并聯(lián)在電燈泡兩端，若電壓表有示數(shù)，說明電壓表和電源連通，且兩點（BLC）內(nèi)沒有被短路現(xiàn)象，這時電路中的故障只能是電燈開路；若電壓表無示數(shù)，則說明電壓表兩節(jié)點（BLC）之內(nèi)有短路現(xiàn)象，由此可說明，這時電路中的故障是電燈泡被短路。

　　二、教學過程

　　怎樣迅速準確地判斷出電路中存在的故障？分析的依據(jù)是什么？這一直是困擾學生的一個思維障礙。電路故障一般都含有兩方面內(nèi)容：一是故障的性質(zhì)，即是短路還是開路；二是故障的位置，即故障發(fā)生在哪個元件上。所以一個電路中故障，要從這兩個方面分析。只有確定了電路故障的性質(zhì)和故障發(fā)生的位置，才能完整地確定出電路的故障。

　　1：根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點判斷

　　電路故障的判斷問題可以考查學生對電路的組成（結(jié)構(gòu)）、特點等知識的理解程度。因此，把握電路的結(jié)構(gòu)、特點是解決這類問題的前提

　　例1、小明在做實驗時把甲、乙兩燈泡串聯(lián)后通過開關(guān)接在電源上，閉合開關(guān)后，甲燈發(fā)光，乙燈不發(fā)光。乙燈不發(fā)光的原因是（ ）

　　A. 它的電阻太小；B. 它的電阻太大；C. 流過乙燈的電流比甲燈小；D. 乙燈燈絲斷了。

　　分析與解答：因為甲、乙兩燈組成的是串聯(lián)電路，當開關(guān)閉合后，甲燈發(fā)光，這證明電路是通路，所以要想知道乙燈不亮的原因，必須得清楚串聯(lián)電路的電流、電壓及電阻的各自特點。因串聯(lián)電路的電流處處相等，因此有串聯(lián)電阻兩端的電壓與電阻是成正比關(guān)系的，當乙燈電阻太小時，其兩端的電壓也太小，遠小于其額定電壓，所以乙燈不會發(fā)光。

　　答案：A

　　2：用電壓表判斷電路故障的方法

　　1．電壓表有示數(shù)的原因

　　電壓表兩接線柱間含電源部分的電路為通路，同時與電壓表并聯(lián)的部分電路沒有短路現(xiàn)象發(fā)生時，電壓表有示數(shù)．

　　2．電壓表無示數(shù)的原因

　　(1)電壓表兩接線柱間含電源部分的電路為斷(開)路．

　　(2)電壓表兩接線柱間含電源部分雖然為通路，但與電壓表并聯(lián)的部分電路出現(xiàn)了短路現(xiàn)象．

　　根據(jù)上述原因，我們用電壓表很容易判斷出電路中的故障．

　　例2、如圖所示的電路中，電源電壓為4伏，當開關(guān)S閉合時，下列說法中正確的是：

　　A．燈L1短路，電壓表示數(shù)為0

　　B．燈L1斷路，電壓表示數(shù)為0

　　C．燈L2短路，電壓表示數(shù)為4伏　D．燈L2斷路，電壓表示數(shù)為0

　　分析及解：首先畫出等效電路如圖，顯然電壓表所測電壓為燈L1兩端電壓U1。若燈L1短路，則有U2=U=4伏，U1=0，故A正確。若燈L1斷路，則燈L2和電壓表串聯(lián)，因為所以U2=IR2≈0根據(jù)U=U2+UV，這樣，電壓表所測電壓為電源電壓，示數(shù)應為4伏，故B被排除。若燈L2短路，同理，U1=U=4伏，，故C正確。若燈L2斷路，電路中沒有電流通過，電壓表示數(shù)為0，故D正確，故應選A、C、D。

　　例3、兩個燈泡串聯(lián)的電路圖如圖1所示，開關(guān)S閉合后，兩個燈泡都不發(fā)光，用電壓表測燈泡L1兩端的電壓時，其示數(shù)為4.5V，再用電壓表測L2兩端的電壓時，其示數(shù)為零，則燈泡L1、L2的故障是

　　A．L1短路，L2開路 B．L1開路

　　C．L1、L2都短路 D．L1、L2都開路

　　分析 用電壓表測量L1兩端的電壓時，電壓表的示數(shù)為4.5V，說明電壓表兩接線柱間含電源部分線路a－e－c－L2－b之間是連通的，且a－L1－b部分無短路現(xiàn)象發(fā)生，則選項A、C、D同時排除；用電壓表測量L2兩端的電壓時電壓表的示數(shù)為零，則存在L1開路和L2短路兩種可能，但選項中無L2短路，故正確答案為選項B，L1開路．

　　例4 、某同學連接電路如圖2所示，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)燈不亮．為檢查電路故障，他用電壓表進行測量，結(jié)果是UAF=3V，UAB=0，UBD=0，UDF=3V，則此電路的故障可能是： A．開關(guān)S接觸不良 B．電燈L燈絲斷了 C．電燈L短路 D．電阻R短路

　　分析電壓表測量結(jié)果UAF＝3V，說明電壓表兩接線柱間含電源部分電路A－G－F之間是連通的；UDF=3V，說明含電源部分電路D－C－B－A－G－F間的電路是連通的，且電路D－E－F部分無短路現(xiàn)象發(fā)生，則選項A、B、D可排除．故可以斷定電路的故障為C選項，即電燈L短路，且與燈不亮及UBD=0相符合．

　　例5、 在圖4所示的電路中，電源電壓為6V，當開關(guān)S閉合后，只有一只燈泡發(fā)光，且電壓表的示數(shù)為6V，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是：

　　A．燈L1短路 B．燈L2短C．燈L1開路 D．燈L2開路

　　分析電壓表的示數(shù)為6V，等于電源電壓，說明電壓表兩接線柱間含電源部分的電路a－L2－b是連通的，且與電壓表并聯(lián)的電路a—S－L1－b無短路現(xiàn)象發(fā)生，則選項D和A排除．若L1開路，電壓表與L2、電源組成串聯(lián)電路，雖然電壓表示數(shù)等于電源電壓，但由于電壓表的內(nèi)阻很大，從而導致電路中的電流很小，燈L2不發(fā)光，與題設(shè)只有一只燈泡發(fā)光相矛盾；若L2短路，L2不發(fā)光且電壓表的

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