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文檔簡介

1、電路故障分析(一)先根據(jù)題給條件確定故障是斷路還是短路:兩燈串聯(lián)時,如果只有一個燈不亮,則此燈一定 是短路了,如果兩燈都不亮,則電路一定是斷路了;兩燈并聯(lián),如果只有一燈不亮,則一定 是這條支路斷路,如果兩燈都不亮,則一定是干路斷路。在并聯(lián)電路中,故障不能是短路, 因為如果短路,則電源會燒壞。如果電壓表有示數(shù),說明電壓表的兩個接線柱與電源兩極間連接良好,并且電壓表沒被短路。 如果電流表有示數(shù),說明電流表所在電路是通路,電路故障很可能是某處短路。一、開路的判斷1、如果電路中用電器不工作(常是燈不亮),且電路中無電流,則電路開路。2、具體到那一部分開路,有兩種判斷方式:把電壓表分別和各處并聯(lián),則有示

2、數(shù)且比較大(常表述為等于電源電壓) 則電壓表兩接線柱之間的電路開路(電源除外);把電流表分別與各部分并聯(lián),如其他部分能正常工作,電流表有電流,則當時與電流表并聯(lián)的部分斷開 了。(適用于多用電器串聯(lián)電路)二、短路的判斷1、串聯(lián)電路或者串聯(lián)部分中一部分用電器不能正常工作,其他部分用電器能正常工作,則不能正常工作的 部分短路。2、把電壓表分別和各部分并聯(lián),導線部分的電壓為零表示導線正常,如某一用電器兩端的電壓為零,則此 用電器短路。根據(jù)近幾年中考物理中出現(xiàn)的電路故障,總結(jié)幾條解決這類問題的常用的主要判斷方法: “癥狀”1:用電器不工作。診斷:(1)若題中電路是串聯(lián)電路,看其它用電器能否工作,如果所有

3、用電器均不能工作,說明可能某處 發(fā)生了斷路;如果其它用電器仍在工作,說明該用電器被短路了。(2)若題中電路是并聯(lián)電路,如果所有用電器均不工作,說明干路發(fā)生了斷路;如果其它用電器仍在工 作,說明該用電器所在的支路斷路?!鞍Y狀”2:電壓表示數(shù)為零。診斷:(1)電壓表的兩接線柱到電源兩極之間的電路斷路;(2)電壓表的兩接線柱間被短路?!鞍Y狀”3:電流表示數(shù)為零。診斷:(1)電流表所在的電路與電源兩極構成的回路上有斷路。(2)電流表所在電路電阻非常大,導致電流過小,電流表的指針幾乎不動(如有電壓表串聯(lián)在電路中)。 ( 3)電流表被短路?!鞍Y狀”4:電流表被燒壞。 診斷:(1)電流表所在的電路與電源兩極

4、間直接構成了回路,即發(fā)生了短路。(2)電流表選用的量程不當。三、歸納:串聯(lián)電路中,斷路部位的電壓等于電源電壓,其它完好部位兩端電壓為0V.串聯(lián)電路中,短路部位的電壓等于0V,其它完好部位兩端有電壓,且電壓之和等于電源電壓。 不管“短路、斷路”成因是多么復雜,其實質(zhì)卻很簡單,我們可以認為“短路”的用電器實質(zhì)就是電阻很小, 相當于一根導線, “斷路”的用電器實質(zhì)就是電流無法通過相當于斷開的電鍵。在分析中用導線代替“短路”的用電器,用斷開的電鍵代替“斷路”的用電器,往往會收到意想不到的效果。形成故障的原因很多,比如“短路”有可能是用電器兩個接線柱碰線造成,也可能是電流過大導致某些用電 器內(nèi)部擊穿,電

5、阻為零;“斷路”有可能是導線與用電器接觸不良造成,也可能是電流過大將用電器某些部 分燒斷造成。電路故障分析(二)一、斷路的判斷1斷路的主要變現(xiàn)。斷路最顯著的特征是電路(并聯(lián)的干路)中無電流(電流表無讀數(shù)), 且所有用電器不工作(常是燈不亮),電壓表讀數(shù)接近電源電壓。如果發(fā)現(xiàn)這種情況,則電路的 故障是發(fā)生了斷路。2判斷的具體方式。采用小燈泡法、電壓表法、電流表法、導線法等與電路的一部分并聯(lián)。 原理是在并聯(lián)的部分斷路時,用小燈泡法、電壓表法、電流表法、導線法等與電路的一部分并聯(lián) 再造一條電流的路徑,若這條路徑搭在哪里使電路恢復通路,則與之并聯(lián)的部分就存在斷路。(1)電壓表檢測法。把電壓表分別和逐段

6、兩接線柱之間的部分并聯(lián),若有示數(shù)且比較大(常 表述為等于電源電壓),則和電壓表并聯(lián)的部分斷路(電源除外)。電壓表有較大讀數(shù),說明電 壓表的正負接線柱已經(jīng)和相連的通向電源的部分與電源形成了通路,斷路的部分只能是和電壓表 并聯(lián)的部分。(2)電流表檢測法。把電流表分別與逐段兩接線柱之間的部分并聯(lián),如果電流表有讀數(shù),其它 部分開始工作,則此時與電流表并聯(lián)的部分斷路。注意,電流表要用試觸法選擇合適的量程,以 免燒壞電流表。(3)導線檢測法。將導線分別與逐段兩接線柱之間的部分并聯(lián),如其它部分能開始工作, 則此時與電流表并聯(lián)的部分斷路。(4)小燈泡檢測法。將小燈泡分別與逐段兩接線柱之間的部分并聯(lián),如果小燈泡

7、發(fā)光或其 它部分能開始工作,則此時與小燈泡并聯(lián)的部分斷路。例1在下圖所示電路中,電源電壓不變。閉合開關K,電路正常工作。一段時間后,發(fā)現(xiàn)其 中一個電壓表示數(shù)變小,則 ()D RB燈L亮度可能不變電阻 R 可能斷路電阻 R 可能短路分析:本題中電阻和燈泡串聯(lián),電壓表V測總電壓,讀數(shù)和電源電壓相等且保持不變,所以 是電壓表V?讀數(shù)變小。V測的是電阻R兩端電壓,根據(jù)分壓關系,它兩端電壓變小,L可視為定 值電阻,V?2的讀數(shù)只能變?yōu)榱悖瑒t電燈L兩端電壓必變大,而變大的原因只能是R發(fā)生短路,或 L發(fā)生斷路。對照題中選項,可判斷出A、D正確。二、短路的判斷并聯(lián)電路中,各用電器是并聯(lián)的,如果一個用電器短路或

8、電源發(fā)生短路,則整個電路就短路 了,后果是引起火災、損壞電源,因而是絕對禁止的。串聯(lián)短路也可能發(fā)生整個電路的短路,那就是將導線直接接在了電源兩端,其后果同樣是引 起火災、損壞電源,因而是絕對禁止的。較常見的是其中一個用電器發(fā)生局部短路。一個用電器兩端電壓突然變大,或兩個電燈中突 然一個熄滅,另一個同時變亮,或電路中的電流變大等。這些情況是經(jīng)??疾榈闹饕绞?。1短路的具體表現(xiàn):(1)整個電路短路。電路中電表沒有讀數(shù),用電器不工作,電源發(fā)熱,導線有糊味等。(2)串聯(lián)電路的局部短路。某用電器(發(fā)生短路)兩端無電壓,電路中有電流(電流表有讀 數(shù))且較原來變大,另一用電器兩端電壓變大,一盞電燈更亮等。2

9、判斷方法:短路情況下,是“導線”成了和用電器并聯(lián)的電流的捷徑,電流表、導線并聯(lián) 到電路中的檢測方法已不能使用,因為,它們的電阻都很小,并聯(lián)在短路部分對電路無影響。并 聯(lián)到其它部分則可引起更多部位的短路,甚至引起整個電路的短路,燒壞電流表或電源。所以, 只能用電壓表檢測法或小燈泡檢測法。(1)電壓表檢測法。把電壓表分別和各部分并聯(lián),導線部分的電壓為零表示導線正常,如某 一用電器兩端的電壓為零,則此用電器短路。(2)小燈泡檢測法。把小燈泡分別和各部分并聯(lián),接到導線部分時小燈泡不亮(被短路)表 示導線正常。如接在某一用電器兩端小燈泡不亮,則此用電器短路。例2在下圖中,當開關K閉合后,兩只小燈泡發(fā)光,

10、電壓表示數(shù)為4V。過了兩分鐘,電壓 表示數(shù)突然變?yōu)?0,經(jīng)檢查除小燈泡外其余器材的連接良好,請分析造成這種情況的原因可能有: 。分析:電壓表示數(shù)為0,其原因有三:一是電壓表沒有接好或電壓表損壞;二是小燈泡l2短 路;三是小燈泡L1斷路。因為原來電壓表有示數(shù),可排除原因一的情況。那么還有兩種情況都是 可能的。答案:小燈泡L2短路;小燈泡L1斷路?!揪氁痪殹?.在下圖所示的電路中,電源電壓等于6V,合上開關后電壓表示數(shù)為6V。經(jīng)分析得出,電路中可能發(fā)生的情況是:路中可能發(fā)生的情況是:2.在如圖14所示的電路中,電源電壓不變。閉合開關K后,燈L、L2都發(fā)光。一段時間后, 其中一燈突然熄滅,而電流表、

11、電壓表的示數(shù)都不變,則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是( )燈L短路B.燈L2短路C.燈L斷路D.燈L2斷路在圖16所示的電路中,電源電壓不變。閉合開關K后,燈LL2都發(fā)光,一段時間后, 其中的一盞燈突然變亮,而電壓表V的示數(shù)變小,電壓表v2的示數(shù)變大/則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因 是 ()燈L斷路。B.燈L短路。C.燈L斷路。D.燈L短路。小明按如圖甲所示的電路進行實驗,當開關閉合后,-和V2的指針位置完全一樣,如圖乙 所示,造成這一現(xiàn)象的原因是()H50150團乙H50150團乙可能L開路可能L短路2可能V和V所選量程不相同,L短路1 2 1可能V1和V2所選量程不相同,電路各處完好下圖是小文同學研究串聯(lián)

12、電路中電流、電壓特點的實物連接圖,當開關閉合時,燈L1亮, 燈l2不亮,電流表和電壓表均有讀數(shù).則故障原因可能是()1A.L 斷路B.L 短路C.L 斷路D.L 短路22下圖所示的電路中,電源電壓為6V,當開關S閉合后,只有一只燈泡發(fā)光,且電壓表V的示數(shù)為6V,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是()A.燈L處短路B.燈L處短路C.燈L處斷路D.燈L2處斷路下圖所示,當開關S閉合時,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn),電壓表指針不動。該電路的故障可能 是( )燈 L 的接線短路燈.的接線短路燈 L 的燈絲斷了燈 L 的燈絲斷了參考答案:1.電阻R處斷路或電燈L發(fā)生局部短路。2. C 3. B4. D 5. D 6. B7

13、. B電路故障分析(三)呂忠和初中物理階段電學內(nèi)容知識點多,習題類型廣泛,聯(lián)系實際的中考新題不斷刷新。但就其試題本質(zhì)來看,主要是對電學基本現(xiàn)象、基本規(guī)律以及運用這些規(guī)律解決具體問題進行考查。因此研究這些試題的特點和總結(jié)各類試題的解答思路和方法,有利于引導學生進一步認 識電學基本現(xiàn)象和規(guī)律,加深電學基本規(guī)律的理解和鞏固,增強解決 電學問題的信心,提高中考答題的技巧和能力。下面僅就在具體物理情境中總結(jié)和指導學生運用物理知識與結(jié)論解決問題的思路和方法,談談對解決四類電學習題的思考和體會與同行們商榷。一常見電路的識別方法與技巧在解決電學問題時,我們遇到的第一個問題往往是電路圖中各個用電器(電阻)的連接

14、關系問題。不能確定各個電阻之間的連接關系,就無法確定可以利用的規(guī)律,更談不到如何解決問題。因此正確識別電路是解決電學問題的前提。當然首先必須掌握串聯(lián)電路和并聯(lián)電路這兩種基本的電路連接方式(圖1(甲)(乙),這是簡化、改畫電路圖的最終結(jié)果。識別電路的常用方法有電流流向法(電流跟蹤法)、摘表法(去表法)、直線法和節(jié)點法。在識別電路的過程中,往往是幾種方法并用。1電流流向法電流流向法是指用描繪電流流向的方法來分析電阻連接方式的 方法。這是一種識別電路最直觀的方法,也是連接實物電路時必須遵 循的基本思路。具體步驟是:從電源正極出發(fā),沿著電流的方向描繪 出電流通過電阻的各條路經(jīng),一直達到電源的負極。例1

15、:在圖2(甲)所示電路中,三盞燈是如何連接的,開關閉合后,電流表測量的是哪部分的電流?做法:先標出電源的正負極,再沿著從正極到負極的方向,用自區(qū)2(甲)圖2(乙己習慣的方法(箭頭、粗細線、彩線) 描繪各處的電流走向,標在電路圖上, 如圖區(qū)2(甲)圖2(乙分析:從圖2(乙)中可以看出,點a是最初的電流分支點,點b是最后的電流會合點。電流共有三條 路徑,分別通過三盞燈,所以三盞燈是并聯(lián)的。通過電流表的電流只 通過燈L,所以電流表測量的是通過燈L的電流。112摘表法 摘表法的基本思路和步驟:從電路中摘去電壓表和電流表后,電壓表所在支路用斷路替代,電流表所在位臵用導線替代。如果需要進 一步對電路進行分

16、析討論,原電壓表、電流表所測量的電壓和電流則 應在簡化后的電路上標出。例2:如圖3(甲)所示電路中,三個電阻是聯(lián)的。電壓表V的示數(shù)為13V,V的示數(shù)為5V,電源電壓28V (填“大于”、“小于”或“等于”)分析:兩個電壓表使電路看起來比較復雜,摘掉兩個電壓表后,把電 壓表所在支路擦除,電阻的串聯(lián)方式如圖3(乙)所示。兩圖比較可 知,電壓表V 測量的是R 和R兩端的電壓U +U,電壓表V113132測量的是R和R兩端的電壓U +U,兩個電壓表的示數(shù)之和大于12 12電源電壓。2圖(乙)圖(甲3直線法 直線法是一種普遍適2圖(乙)圖(甲用的簡化電路的方法,是在上述兩種方法的基礎上,把不規(guī)范電路簡化

17、成規(guī)范電路的方法。在識別電路、分析電路變化等方面有不可替代的的作用。具體方法步驟是:將電路從電源正負極處斷 開,結(jié)合電流流向法,拉長和縮短某一段導線,使各組元器件都在一 條直線上,一次不成,可逐次分步完成。例3:圖4(甲)所示電路中,電源電壓是6V,開關閉合后電壓表的示數(shù)為4V,問:燈L1、L2兩端電壓各為多少?分析:利用摘表法,可以確定這是兩個燈泡的串聯(lián)電路。問題是電壓表測量的電壓是哪個燈兩端的電壓。將電路拉成直線,圖4(乙)所示,這個問題就迎刃而解了。4節(jié)點法節(jié)點法是一種將不規(guī)范電路快速簡化、改化為規(guī)范電路的方法。 具體做法是:從電源正極開始,把電阻之間的連接導線縮減成點,相 同的點用同一

18、個字母表示。如果一個電路中的點多于兩個,可以將這 些點排在一條直線上,再把相應的電阻補充到這些點之間,節(jié)點法和 時間比直線法來得更直接、更簡潔。直線法有著相輔相成的關系。大多數(shù)直線法有著相輔相成的關系。大多數(shù)例4:圖5(甲)所示電路中,三個電阻是聯(lián)的;電流表A 1測量的是通過電阻 的電流。電流表A2測量的是 的電 流。分析:將圖5(甲)中的電流表摘掉后,電路中三個電阻的連接 方式仍然不明顯。從電源正極開始,可以標出三個位置都是a點(電 源正極),另外兩個位置都是b點(電源負極)。如圖5(乙)所示。 三個電阻都連接在ab兩點之間,通過三個電阻的電流方向都是從a 到b,所以這是一個并聯(lián)電路。再利用

19、電流法,描繪電流走向如圖5(丙)所示??梢灾涝娏鞅鞟1的位置通過的是R2和R3的電 流12 + 13;原電流表A2的位置通過的是R1和R2的電流11+ 12。本題中兩個電流表的位置跟例2(圖3甲)中兩個電壓表的 位置相同,因為用電流表替代了電壓表,三個電阻的連接方式也隨之 發(fā)生了變化。二、動態(tài)電路分析與判斷 動態(tài)電路分析題和電路故障分析題對學生有較高的能力要求,是 初中學生物理學習過程中的難點。進行電路故障分析,要以電路動態(tài) 分析能力作為基礎,而電路故障分析又是電路動態(tài)分析的載體。式U=IR (或串并聯(lián)電路電壓特點)進一步判斷電路中部分電路中電 壓的變化(電壓表示數(shù)變化)或其它物理量的變化

20、。1、滑動變阻器滑片P的位置的變化引起電路中電學物理量的變 化(1).串聯(lián)電路中滑動變阻器滑片P的位置的變化引起的變化例 1如圖 1,是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖,當滑片 P向左移動時,請你判斷電流表和電壓表示數(shù)的變化。分析:P左移fR減小fR減小f I增大表變大。2總R不變f IR增大f U增大f表變大。1 1 1判斷V表的變化還可以根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點來分析:R減小f U減小f U增大fV表變大。221例2如圖2,當滑片P向左移動時,表和表將如何變化。分析:首先要確定電路的類型,此電路 屬于串聯(lián)電路呢還是并聯(lián)電路。我們可以將 電流表簡化成導線,將電壓表簡化成斷開的圖2開關或干脆拿掉。

21、此時可以容易地看出,這是一個串聯(lián)電路。而且發(fā) 現(xiàn)滑動變阻器的滑片已經(jīng)懸空,滑動變阻器變成了定值電阻,電流表 測串聯(lián)電路的電流,所以Q表示數(shù)不變。即:P左移f R +R不變f12不變在本電路中,電壓表是測量 R 和 R 部分電阻之和的總電壓,當12滑片P向左移動時,被跨接在電壓表內(nèi)的電阻隨著變小,根據(jù)串聯(lián)電 路電壓特點:V表示數(shù)減小。例3在如圖 3 所示電路中,當閉合開關后,滑動變阻器的滑動片D) 電壓表示數(shù)B) 電流表示數(shù)P D) 電壓表示數(shù)B) 電流表示數(shù)(A)電流表示數(shù)變大,燈變暗。變小,燈變亮。(C) 電壓表示數(shù)不變,燈變亮不變,燈變暗。分析:將電流表等效為一根導線,可以看到電壓表直接測

22、量電源 電壓,因此當滑動變阻器的滑動片 P 向右移動時 電壓表的示數(shù)將不會變化;而電阻R的阻值變大, 小燈的電阻 R 大小不變(注意:在初中階段,小L燈泡的電阻由于溫度的影響引起的變化往往忽略 不計),因此總電阻變大,電流變小,所以電流表示數(shù)變小。根據(jù)串 聯(lián)電路的電壓特點分析,小燈兩端的電壓也將變小,小燈的功率P=U IL也將變小,所以小燈的發(fā)光將變暗。本題正確答案為D。(2).并聯(lián)電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化例4如圖4,當滑片P向右移動時,A1表、A2表和表將如何 變化?分析:測電源兩端電壓,A1測R支路電流,檢測干路電流。并1聯(lián)電路各支路兩端電壓相等,等于電源電壓,故電壓

23、表V示數(shù)不變。由于并聯(lián)電路各支路獨立工作,互不干擾,滑動變阻器滑片P向右移 動時,對R這條支路沒有影響,所以電流表示數(shù)不變?;琍右移, 1R 變大,兩端電壓不變,故電流變小,干路中電流也隨之變小,所以2A2示數(shù)也會變小。2、開關的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化(1)串聯(lián)電路中開關的斷開或閉合引起的變化例5在如圖5所示的電路中,將開關S閉合,則電流表的示數(shù)將 , 電壓表的示數(shù)將大”、“變小”或“不變”)。分析:在開關尚未閉合前 聯(lián)電路的電流值,由于此時電阻較大,故電流較??;開關 S 閉合后,電阻 R 被局部短路,電路中的電阻只有 R 了,因此電流表的示數(shù)將21變大。在開關尚未閉合前,兩個

24、電阻組成串聯(lián)電路。電壓表測量 R 兩1端的電壓,開關S閉合后,電阻R被局部短路,只有R接入電路,21電壓表變成測量電源兩端的電壓了,因此電壓表的示數(shù)將變大。還可以根據(jù)U=IR來分析開關閉合后電壓表的示數(shù)變化。 (2)并聯(lián)電路中開關的斷開或閉合引起 的變化例 6 在圖 6 中,燈泡 L 和燈泡 L 是12聯(lián)連接的。當開關 K 斷開時,電壓表的示數(shù)將;電流表的示數(shù)將(選填“增大”、“不變”或“減小”)。分析:本題的難度首先在電路的識別,我們可以將電流表看作導線,將電壓表拿去,就容 易看出這個電路是“并”聯(lián)電路。電流表串聯(lián)在小燈L的支路中,所以開關閉合時,電燈 L 接入電路,電流表的示數(shù)從0 變到有

25、讀數(shù),應1該選填“增大”。電壓表并聯(lián)在 L 兩端,也即測量電源電壓,而且不2 受開關控制,所以電壓表示數(shù)“不變”。3、電路的故障引起電路中電學物理量的變化及故障原因分析例7在圖7中,當開關K閉合后,兩只小燈泡發(fā)光,電壓表示數(shù)為 4伏。過了2分鐘,電壓表示數(shù)為0,經(jīng)檢查除小燈泡外其余器材 的 連 接 良 好 , 請 分 析 造 成 這 種 情 況 的 原 因 可 能 有 :分析:電壓表示數(shù)為 0,其原因有三:1. 電壓表沒有接好或電壓表損壞; 2.小燈 L 短2路;3.小燈 L 斷路。起先,電壓表有示數(shù),說1明不存在原因1 的情況。那么還有兩種情況都是可能的。答案為:小 燈L短路;小燈L斷路。2

26、1例8在如圖8所示電路中,電源電壓不變。閉合開關K后,燈 L 、L 都發(fā)光。一段時間后,其中一燈突然熄滅,而電流表、電壓12 表的示數(shù)都不變,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是(A)燈L短路。燈L短路。12(C)燈L斷路。(D)燈L斷路。12 分析:這是一個并聯(lián)電路??梢圆捎门懦?。小燈 L 短路,會2導致電壓表示數(shù)變小、電流表示數(shù)變大,且導致兩燈都不亮;小燈L斷路,會導致電流表示數(shù)變0;小燈L短路,也會導致兩燈都不亮;21一燈熄滅而電表示數(shù)都不變,只有小燈L發(fā)生斷路時才有此可能。本1題正確答案為 C。例 9 在圖 9 所示的電路中,電源電壓不 變。閉合開關K后,燈L、L都發(fā)光,一段時間12后,其中的一

27、盞燈突然變亮,而電壓表 V 的示l數(shù)變小,電壓表 V 的示數(shù)變大,則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是(A)燈L(A)燈L斷路。1B) 燈 L 短路。l(C)燈L斷路。(D)燈L短路。22分析:應用“去表法”可以判斷此電路是L、L組成的串聯(lián)電路。12段時間后,其中的一盞燈突然變亮”排除了電路出現(xiàn)斷路的情況那么,故障現(xiàn)象只有發(fā)生短路了。電壓表 V 的示數(shù)變大,是小燈變2亮的原因,且它測小燈 L 兩端電壓,所以一定是小燈 L 突然變亮;22電壓表V的示數(shù)變小說明小燈L發(fā)生了短路。本題正確答案為B。l1三、簡單電路故障類習題的分析判斷電路故障是指電路連接完成通電時,整個電路或部分電路不能工作。 它產(chǎn)生的原因主要有

28、:元件本身存在問題,如元件內(nèi)部開路、 短路;連接時選用的器材不當(如R1R2);電路導線接觸不良或 斷開等。初中物理學習的電路的三種基本狀態(tài)是:通路,電路形成回路,電路中有持續(xù)電流,電路工作;開路,指電路的某一位臵斷開,無法形成回路,電路中沒有電流,電路不工作;短路,指電源的正負極被導線直接相連,電流不經(jīng)過用電器直接從電源正極流向負極,此時電 路中的電流極大,可能燒壞電源。因此,綜合起來,初中階段的電路故障一般可以概括為短路和短 路兩種原因所引起的。分析和判斷的一般思路就是首先判斷故障原因 是短路或斷路引起的,然后再判斷是哪部分電路出現(xiàn)的短路或斷路故 障。分析的基本方法依然是根據(jù)電流的流向方法

29、。從電路中是否有電流入手分析電路故障不失為一條捷徑。若電路 (或某一支路)中無電流,則電路是開路;若電路中有電流,則是通 路,但既存在故障,則電路中就有部分電路短路(亦稱短接);而整 個電路被短路時電路中的電流極大,將出現(xiàn)電流表打表現(xiàn)象,同時整 體電路短路故障一般只出現(xiàn)在并聯(lián)電路中,串聯(lián)電路一般不出現(xiàn)整體 短路故障的分析。下面以幾個常見的電路為例,具體分析電路故障:例 1、如圖 1 ,閉合開關時,兩燈都不亮,電壓表示數(shù)為 0 。則 原因可能是( )A 、 L 短路 B、 L 短路 C 、 L 開路 D 、 L1212開路分析:閉合開關時,兩燈都不亮(或電流表無示數(shù)),表明電路 中無電流,從上面

30、的分析可以得出這是開路故障。那么是L還是L12開路呢?可以通過電壓表的示數(shù)來進行分析,因為電壓表測量L兩端1電壓,若是L開路,則電壓表應與L串聯(lián)接在電源兩端,它應該有12示數(shù)且接近電源電壓,而此時電壓表示數(shù)為 0,說明電壓表沒有連接到電源兩端。因此本題的正確選項是 D。例 2 、如圖 2,閉合開關時,電流表有示數(shù),電壓表示數(shù)接近電源電壓,則原因可能是D、L2A 、L 短路B 、L 短路C 、L D、L21 2 1開路分析:閉合開關時,電流表有示數(shù)(或指針偏轉(zhuǎn)),表明電路中有電流,從上面的分析可以判斷這是電路中的部分電路短路故障。那么是 L 還是 L 短路呢?可以通過電壓表的示數(shù)來進行分析???

31、2以假設一下,若是L短路,那么L就相當于一根導線,它的兩端電11壓就為0,這與題目條件不相符,這樣就可以確定是L被部分短路。2 因此本題的正確選項是 B。例 3、如圖 3,閉合開關時, L 發(fā)光而 L 不亮,12 則原因可能是:A 、 L 開路B 、 L 開路22C 、 R 比 R 大得多D 、 R 比 R 小得多L1L2L1L2分析:閉合開關時,L1發(fā)光,表明電路中有電流,從上面的分析可以判斷這是電路中的部分電路短路故障, L發(fā)光而L不亮,可以很快得出是L短路;1 2 2那么 L 就相當于一根導線,它的電阻極小2而從電路中不能看出 L 被短接,因而故障應是 R 比 R 小得多。因此2 L2

32、L1本題的正確選項是C。當然,也可以通過串聯(lián)電路中電流相等的特點和電功率知識來解釋,不再贅述。例 4、如圖 4,閉合開關時,電流表 A 與 A 的示數(shù)相同,則原因可1能是( )A、L 短路 B、L 短路 C 、L 開路 D、 L 開路1 2 1 2分析:并聯(lián)電路由于存在兩條支路,因此必須分析各條支路是否 有電流。本題中,電流表 A 與 A 的示數(shù)相同,即 I=I ,說明干路和11L所在支路是通路,從并聯(lián)電路的電流特點分析:1=1 +I ,因此I =0,1 1 2 2即電流表A示數(shù)為0,L支路沒有電流,此支路開路。則正確選項是22D。例5、如圖4,閉合開關瞬間,電流表A與A同時打表,A指針不12

33、動。則原因可能是( )A 、 L 短路 B、 L 短路 C、 L 開路 D、 L 開路1 2 1 2分析:電流表 A 與 A 都打表,很明顯是短路故障,同時 A 指針不12動,說明短路的不是L支路,因此正確選項是A。2上dL1 12團 E例 上dL1 12團 E壓,則原因可能是( )A、ab間開路B、be間開路C、ed間開路D、ad間開路分析: L 、 L 都不亮,可以判斷出電路故障屬于開路。12由于電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明 L 阻值很大(或者電壓表串聯(lián)2在電路中),遠大于L、L的電阻,所以開路故障應該是出現(xiàn)在L所32在的部分電路,因此正確選項應是B。例7、如圖8,閉合開關時,發(fā)現(xiàn)電流表的

34、指iH針沒有偏轉(zhuǎn);某同學用一根導線將ac兩點連接起 q來,閉合開關瞬間,電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)到最大;當他用這根導線將bd兩點連接起來時,發(fā)現(xiàn)燈L 發(fā)光。則下列關于該電路存在的問題分析錯誤的是1A、 L 完好 B、 L 開路 C、 L 短路 D、 L 情況無法判斷1 2 3 2分析:閉合開關后,電流表指針沒偏轉(zhuǎn),首先可確定此電路中有開 路故障。用一根導線將 ac 兩點連接起來,閉合開關瞬間,電流表指 針迅速偏轉(zhuǎn)到最大,說明開路故障沒有出現(xiàn)在 L 所在部分電路,同時3說明 L 被短路了;再用導線將 bd 兩點連接起來時, L 發(fā)光,說明故31障也不是 L 所在部分電路,那么只有 L 開路的可能了。綜

35、合上述分12析,錯誤的選項應該是D。在解決電路故障問題時,最好能結(jié)合實驗讓學生直觀觀察、分析、歸納,并利用復習電路實驗時在實驗中創(chuàng)設實際情景讓學生切身體 驗、嘗試自行解決,這樣更有利于學生的理解和掌握,并成為學生的 一種經(jīng)驗,便于學生學以致用,以用促學,學用相長。四、動態(tài)電路電功率問題的分析與計算電功、電功率問題的分析和計算是目前中考的熱點之一,也是學生答題的難點之一。這種題型把歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律及初中 階段電學儀器的應用和電功、電功率知識融合在一起,通過對這部分 問題的訓練和考查,有利于提高學生的物理思想、邏輯分析能力、表 達能力及應用數(shù)學知識分析解決物理問題的能力。常見電功、電功率

36、類試題一般分為三類:第一類就是直接運用 電功和電功率公式進行計算,譬如給你一個電能表在某段時間內(nèi)消耗 的電能(電功)計算電功率,或者根據(jù)用電器的銘牌信息計算該用電 器在某段時間內(nèi)消耗的電能;第二類是根據(jù)動態(tài)電路的電阻變化分析 計算某用電器實際功率的變化,譬如小燈泡亮度的變化;第三類就是 對動態(tài)電路進行計算。解決電功率問題的一般思路:根據(jù)電路的連接狀況分析電路的工 作狀態(tài),根據(jù)各部分電路的已知條件分析尋找求解未知量所需的隱含 條件,再依據(jù)歐姆定律、電功率的公式(包括變形式)列出代數(shù)式(方 程、方程組)解答。解決電功率問題的一般方法:(1)弄清引起電路狀態(tài)發(fā)生變化的原因是開關的通斷,還是滑 動變阻

37、器滑動引起變化。(2)弄清電路各狀態(tài)的連接方式和接入此電路的用電器,必要 時畫等效電路圖。(3)弄清電壓表、電流表測的是哪部分電路的電壓和電流。(4)抓住電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不變)或利 用串并聯(lián)規(guī)律列式求解。解決電功率問題的關鍵:首先是分析清楚電路的狀態(tài),即需求解的部分電路中用電器個數(shù)及連接方式,其次是與該部分電路中用電器相關的已知條件包括隱含條件,第三是此電路中的不變量(如電源電壓不變、電阻不受溫度影響)等。解決電功率問題思路的口訣:審題識電路,拆圖標已知,建立關系式,給三能求九。就是說,審題的過程要將電壓表去掉,將電流表 當導線處理,看清屬于哪一類電路,一般難題分成簡單電路

38、(單個用電器)電路、.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路三類;在識別電路的同時,觀察電路變化了幾次,就有幾種工作狀態(tài)(一般考題中電路變化是利用開關的通斷 和滑動變阻器滑片的移動引起電路的變化),拆圖標已知的含義是電 路變化幾次,就畫幾個等效電路草圖,在圖上標出已知條件,根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點建立關系式,也就是方程(組)。通常從等效電路圖 上已知條件密集處就是解題的切入點,一般情況下只要給出三個物理 量就能求出九個物理量。這就是給三能求九。在完成上述的步驟之后, 一般的電功率題就比較容易了。例1:如圖1所示電路,燈L上標有“12V 9W”字樣,當開關S和S都閉合,變阻器的滑片P移到a端時,燈恰好正常發(fā)光,電流表

39、示1數(shù)是1.25A,求:(1)變阻器的最大阻值是多少?(2)當開關 S 閉合, S 斷開,變阻器的滑片 P 移到 b 端時,燈消1耗的功率是多少?分析思路:(1)求滑動變阻器電阻值需知道變阻器此時兩端電壓和通過它的電流;當開關S、S都閉合時,P在a端,燈泡L與變1阻器 R 并聯(lián),電流表測干路電流;因為燈正常發(fā)光,找出隱含條件: 1燈、變阻器和電源兩端電壓都是12V;因為燈正常工作,可根據(jù)銘牌 計算出通過燈的電流,再根據(jù)并聯(lián)電路特點求出通過變阻器的電流。根據(jù)歐姆定律推導式計算變阻器的阻值。(2)要求燈消耗的實際功率,需要知道此時燈兩端的實際電壓 和通過的電流(或燈泡的電阻根據(jù)P=I2R計算);當

40、開關S閉合, S斷開,變阻器的滑片P移到b端時,變阻器與燈L串聯(lián)接入電路,1且變阻器全部接入電路,電流表測串聯(lián)電路電流;根據(jù)燈的銘牌可 求得燈絲電阻R,因為電源電壓為12V (已求得),可以計算此時電L路中的電流I,再根據(jù)歐姆定律推導式求出此時燈兩端電壓為U;L燈消耗的功率就為 P=U IL解:(1)當開關s、S都閉合時,P在a端,燈泡L與變阻器r并聯(lián),1 2 1燈正常發(fā)光P9W=0.75 A礦=0.75 AU12V額通過R通過R的電流:I = _11L=1.25 A - 0.75 A = 0.5 A因為燈 L 與變阻器 R 直接并聯(lián)到 電源兩端,所以1U = U = U = 12VRL源變阻器最大值:r = J =型=24。1 I 0.5 A1(2)當開關S閉合,S斷開,滑片P滑到R的b端時,燈L與R串聯(lián)。1燈的電阻:11U12VR _源160L I0.75A額串聯(lián)后總電阻:R = R + R = 160 + 240 = 400L1電路中的實際電流:/ =冬源=12V = 03A,燈兩端電壓U =IRR 400L=0.3AX 16Q = 4.8V燈 的 實 際 功 率 :燈 的 實 際 功 率 :P = UI = 4.8V x 0.3 A

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