初中物理電路故障

#/11由于電壓表電阻很大，等效于開路，對電路無影響，其示數為零；若被測元件斷路，電流不能從元件通過，只能從電壓表通過，因電壓表的電阻很大，這個電流很小，燈泡不亮，但電壓表有示數，且近似等于電源電壓。本題中電壓表測得，說明電源可提供3V電壓；說明a、d兩點與電源兩極相連的電路某處斷開，說明故障在d、e兩點之間且為斷路。選擇C。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。分析動態(tài)電路的一般思路是：根據引起電路變化的原因（開關通斷、變阻器滑片移動、電路故障），分析判斷電路中電阻的變化，根據歐姆定律分析電路中電流的變化（電流表示數變化），再根據歐姆定律變形式U=IR（或串并聯電路電壓特點）進一步判斷電路中部分電路中電壓的變化物理量的變化起的變化當滑片物理量的變化起的變化當滑片P向左移動1、滑動變阻器滑片P的位置的變化引起電路中電學.串聯電路中滑動變阻器滑片P的位置的變化引［例1］如圖1,是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖,時，請你判斷電流表和電壓表示數的變化。分析：P左移乎減小TR總減小TI增大TO表變大。R1不變TIR1增大TU1增大T（S表變大。判斷電表的變化還可以根據串聯電路的電壓特點來分析:R2減小TU2減小TU1增大T8表變大。［例2］如圖2，當滑片P向左移動時，⑥表和電表將如何變化。聯電路呢還是并聯化成斷開的開關或路。而且發(fā)現滑動阻，電流表測串聯不變T?不變和的總電壓，當滑分析：首先要確定電路的類型，此電路屬于串電路。我們可以將電流表簡化成導線，將電壓表簡干脆拿掉。此時可以容易地看出，這是一個串聯電變阻器的滑片已經懸空，滑動變阻器變成了定值電電路的電流，所以?表示數不變。即：聯電路呢還是并聯化成斷開的開關或路。而且發(fā)現滑動阻，電流表測串聯不變T?不變和的總電壓，當滑在本電路中，電壓表是測量R1和R2部分電阻之片p向左移動時，被跨接在電壓表內的電阻隨著變小，根據串聯電路電壓特點：8表示數減小。［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P向右移動時變亮。變暗。測量電源電壓，因會變化；而電阻R（A）電流表示數變大，燈變暗。 變亮。變暗。測量電源電壓，因會變化；而電阻R（C）電壓表示數不變，燈變亮。 （D）電壓表示數不變，燈分析：將電流表等效為一根導線，可以看到電壓表直接此當滑動變阻器的滑動片P向右移動時，電壓表的示數將不困￥小燈泡的電阻由大，電流變小，所兩端的電壓也將暗。本題正確答案引起的變化的阻值變大，小燈的電阻q大小不變（注意：在初中階段,于溫度的影響引起的變化姓往忽略不計），因此總電阻變以電流表示數變小。根據串聯電路的電壓特點分析，小燈變小，小燈的功率P=UJ也將變小，所以小燈的發(fā)光將變?yōu)镈o L困￥小燈泡的電阻由大，電流變小，所兩端的電壓也將暗。本題正確答案引起的變化.并聯電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化

［例4］如圖4,當滑片「向右移動時，AD表、?2表和⑦表將如何變化?分析：⑦測電源兩端電壓，◎測R1支路電流，$2測干路電流。并聯電路各支路兩端電壓相等，等于電源電壓，故電壓表V示數不變。由于并聯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R1這條支路沒有影響，所以電流表2示數不變。滑片P右移，R2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22示數也會變小。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，則電流表的示數將，電壓表的示數將（均填“變大”、變小”或“不變”）。分析：在開關尚未閉合前，電流表測量的是串聯電路的電阻較大，故電流較??；開關S閉合后，電阻R?被局部短路,有B（均填“變大”、變小”或“不變”）。分析：在開關尚未閉合前，電流表測量的是串聯電路的電阻較大，故電流較??；開關S閉合后，電阻R?被局部短路,有B了，因此電流表的示數將變大。2?在開關尚未閉合前，兩個電阻組成串聯電路。電壓表測電流值，由于此時電路中的電阻只量R兩端的電壓，? 、 、 、 ,一 . 1開關5閉合后，電阻R?被局部短路，只有R1接入電路，電壓表變成測量電源兩端的電壓了，因此電壓表的示數將變大。2 1還可以根據U=IR來分析開關閉合后電壓表的示數變化。（2）并聯電路中開關的斷開或閉合引起的變化［例6］在圖6中，燈泡、和燈泡L?是聯K斷開時，電壓表的示數將」—；電蟾表的示數將“增大”、“不變”或“減小”）。連接的。當開關（選填分析：本題的難度首先在電路的識別，我們可以將將電壓表拿去，就容易看出這個電路是“并”聯電路。、的支路中，所以開關閉合時，電燈LJ妾入電路，電流看讀數，應該選填“增大”。電壓表并權在L?兩端，也而且不受開關控制，所以電壓表示數“不善”電流表看作導線，電流表串聯在小燈表的示數從0變到即測量電源電壓，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，當開關長閉合后，兩只小燈泡發(fā)光，電壓表示數為壓表示數為0，經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：電壓表示數為0，其原因有三：1.電壓表沒有接好或電壓表損壞；2.小燈12短路；3.小燈'斷路。起先，電壓表有示數，說明不存在原因1的情況。2那么還有兩種褶況都是可能的。答案為：小燈1短路；小燈2L斷路。4伏。過了2分鐘，電［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、電壓表的示數都不變，產生這一現象的1原因2可能是（A）燈L短路。 （B）燈L短路。（C）燈L；斷路。 （D）燈L；斷路。分析：這是一個并聯電路?？梢圆捎门懦?。小燈12短路，會導致電壓表示數變小、電流表示數變大，且導致兩燈都不亮；小燈L斷路，會導致電流表示數變0;小燈L短路，也會導致兩燈都不亮；一燈熄滅而電表示數都不變，只有小燈L1發(fā)生斷路時才有此可能。本題正確答案為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，一段時間電壓表V2的示數成的串聯電路?，F斷路的情況，那后，其中的一盞燈突然變亮，而電壓表電壓表V2的示數成的串聯電路。現斷路的情況，那變大，則產生這一現象的原因是1（A）燈L斷路。 （B?TL短路。（C）燈J斷路。 （DWL‘短路。分析：金用“去表法”可以判2斷此電路懸、L組“一段時間后，其中的一盞燈突然變亮”排除了電感出么，故障現象只有發(fā)生短路了。電壓表V2的示數變大，是小燈變亮的原因，且它測小燈L2兩端電壓，所以一定是小燈1?突然變亮；電壓表\的示數變小說明小燈、發(fā)生了短路。本題正確答案為B。 2 l 1四、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、表達能力及應用數學知識分析解決物理問題的能力。常見電功、電功率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消耗的電能（電功）計算電功率，或者根據用電器的銘牌信息計算該用電器在某段時間內消耗的電能；第二類是根據動態(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：根據電路的連接狀況分析電路的工作狀態(tài)，根據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，再依據歐姆定律、電功率的公式（包括變形式）列出代數式（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（單個用電器）電路、.串聯電路和并聯電路三類；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，根據串、并聯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“12V9W”字樣， 通交《4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 流表示數?是TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1.25A,求： I l］（1）變阻器的最大阻值是多少？ <（2）當開關S閉合，S1斷開，變阻器的滑片P移到b 端時，燈消耗的功率是多少？ 1分析思路：1）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氨當開關S、S都閉合時，P在a端，燈泡L與變阻器R并聯，電流表測干路電流；因為燈正常發(fā)光，找出隱含條件：燈、變阻器和電源兩端電壓都是112V；因為燈正常工作，可根據銘牌計算出通過燈的電

流，再根據并聯電路特點求出通過變阻器的電流。③根據歐姆定律推導式計算變阻器的阻值。（2）①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P=I2R計算）；②當開關S閉合，S1斷開，變阻器的滑片P移到b端時，變阻器與燈L串聯接入電路，且變阻器全部接入電路，電流表測串聯電路電流；③根據燈的銘牌可求得燈絲電阻R，L因為電源電壓為12V（已求得），可以計算此時電路中的電流I'，再根據歐姆定律推導式求出此時燈兩端電壓為U’L;④燈消耗的功率就為P=U'LI'解：（1）當開關S、S都閉合時，P在a端，燈泡1與變阻器R并聯，燈正常發(fā)光12I=ILI=IL額=—額-=——=0.75A12V額通過R的電流：I=I-1=1.25A-0.75A=0.5A1 1L因為燈L與變阻器R直接并聯到電源兩端，所以：u=u=u=12V變阻器最大值：r=

112變阻器最大值：r=

112V——=24。（2）當開關S閉合I0.5A1S斷開，滑片P滑到R的b端時，燈L與R串聯。燈的電阻：RL112V=16。0.75A串聯后總電阻：r=r+r=16。+24。=40。L1電路中的實際電流：1=U源=12V=03a，燈兩端電壓U'=IR=0.3AX16Q=4.8VR40。 L或P=(I)2R=(0.3A)X16。=1.44W示數為1.2A，求電阻R=12。，燈

為或P=(I)2R=(0.3A)X16。=1.44W示數為1.2A，求電阻R=12。，燈

為0?15V,滑動L例2：在如圖6所示的電路中，電源電壓和燈泡電阻不變，L標有“6V12W”的字樣，電流表量程為0?3A,電壓表量程變阻器R?上標有“2.5A”字樣。（1）只閉合S/電流表的示數為0.6A,求電源電壓；（2）當閉合51、S和S,并將滑片P移到b端時，電流表的滑動變阻器R2的最大2阻值；（3）只閉合S2時，求電路總功率的最大值。分析思路：（爐①只閉合S|時，燈L與R串聯，電流表測此電路電流，電壓表測R1兩端電壓。②求電源電壓即求出此時燈［和R兩端總電壓，只要知道燈L的電阻和R電阻值，即可根據U=IR計算它們的總電壓即電源電壓。③R阻值已知，燈絲電阻可由燈的銘牌求出。（2）①當閉合5「52和S3,并將滑1片P移到b端時，燈L被短路，R與R?并聯,R?全部接入電路，電流表測干路電流1,電壓表測電源電壓。②求R阻值，需知道區(qū)兩端電層和通過的電流。③電源電壓已求得，則變阻器兩端電壓等于電源電壓，R阻值已知，可求此時通過R的電流，根據給出的總電流和并聯電路特點，求出通過區(qū)?的電流。（3）①只閉合S時，燈L與R串聯，電流表測此時電路中電流，電壓表測R兩端電壓。②求最大功率，就是要考2慮在電流表、2電壓表和滑動變阻器安全的前提下，根據電路2中的最大電流和最高電壓來計算功率。③由于電源電壓為9V,不超過電壓表0?15V量程，所以電壓表安全，考慮電流值時，要綜合分析燈和變阻器允許通過的電流，從變阻器允許通過的電流是2.5A來看，即電路中的電流不允許超過2.5A,再從燈的銘牌來看，可計算出燈正常工作允許通過的電流是2A。④所以此時電路中允許通過的最大電流是2A,電壓是9V,因此電路消耗的最大功率是18W。

解：（1）只閉合S時，燈L與R 串聯，燈泡的電1

短路 |原因：接線柱碰線 阻 ：=3。（2）當閉合S、S和S=3。（2）當閉合S、S和S時，燈1短路，1 2 3R1與R2并聯,通過R1的電流:9V——=0.75A12。LU2(6V)2-額-= P 12W額2。+3。1滑動變阻器的最大阻值：R=U—=—9V—=20。abI—I 1.2A—0.75A1——@——

圖2（3）——@——

圖2燈泡1的額定電流：I=&=12W=2A為保護燈泡，電流I<2ATOC\o"1-5"\h\z額U 6V額為保護電流表，電流I<3A 為保護滑動變阻器，電流I<2,5A由此可得電路中的最大電流I=2Amax ；電壓表量程0?15V,電源電壓9V,9VV15V,電壓表始終是安全的?？找豢傆蒦電路總功率的最大值P=UI=9Vx2A=18W ⑩——?max6、（2010年浦東新區(qū)中考模擬）在圖6所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合電鍵S,電路正常工作。過了一會兒，燈L熄滅，兩電表指針發(fā)生同向偏轉；另用一導線并聯制兩端，均再無其他現象發(fā)生。若電路中只有一處故障，且只發(fā)生在L或R上，由此可以判斷（ ）A.可能是區(qū)斷路B.可能是區(qū)短路一定是1斷路一定是1短路.如圖2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的示數為6V，產生這一現象的原因可能是（）A.燈L1處短路B.燈L2處短路C.燈L1處斷路D.燈L2處斷路.如圖3所示，當開關S閉合時，發(fā)現電流表指針偏轉，電壓表指針不動。該電路的故障可能是（ ）A.燈L1的接線短路B.燈L2的接線短路C.燈L1的燈絲斷了D.燈L2的燈絲斷了

現象：燈泡不亮斷路原因接線柱接觸不良現象：燈泡不亮斷路原因接線柱接觸不良燈絲燒壞（斷）現象：燈泡不亮電壓表短路原因：接線柱碰線現象：電壓表無示數斷路原因：接線柱接觸不良或損壞現象：電壓表無示數與用電器串聯原因：與電壓表并聯的用電器斷路現象電壓表示數幾乎等于電源電壓電路電流幾乎為0不能使用電器正常工作電流表短路原因接線柱碰線現象電流表示數為0斷路原因接線柱接觸不良，或電流表已燒壞現象電流表無示數滑變短路原因接線柱錯接“一上，一上”閉合開關前沒有調節(jié)滑片P位于“阻值最大處”現象：起不到」保護作用，電路電流很大斷路原因：接線柱接觸不良或燒壞現象：整個電路被斷開接法錯誤，連入電阻最大并不改變原因：接“一下，一下”現象：阻值不變，較大開關短路：不存在，相當于開關閉合斷路：相當于開關斷開1.常見的故障（1）斷路：如燈絲斷了，燈座、開關、掛線盒斷路，熔絲熔斷或進戶線斷路等。照明電路的故障及判斷方法斷路會造成用電器無法用電工作。（2）短路：如接在燈座兩個接線柱上的火線和零線相碰，插座內兩根接線相碰。短路會把熔絲熔斷而使整個照明電路斷電，嚴重者會燒毀線路引起火災。（3）過載：電路中用電器的總功率過大或單個用電器的功率過大。產生的現象和后果同短路。（4）接觸不良：如燈座、開關、掛線盒接觸不良，熔絲接觸不良，線路接頭處接觸不良等。這樣會使電燈忽明忽暗，用電器不能連續(xù)工作。（5）連接錯誤：如插座的兩個接線柱都接在火線或零線上，開關接在主線中的火線上，用電器串聯接在電路中等。2.檢修故障的一般方法（1）檢修斷路：先用測電筆檢查總閘刀開關處，如有電，再用?；馃纛^（一盞好的白熾燈，在燈座上引出兩根線就成為校火燈頭）并聯在閘刀開關下的兩個接線柱上。如燈亮，說明進戶線正常（如燈不亮，說明進戶線斷路，修復進戶線即可）。再用測電筆檢查各個支路中的火線，如氖管不發(fā)光，表明這個支路中的火線斷路，應修復接通火線。如果支路中的火線正常，則再用?；馃纛^分別接到各個支路中，哪個支路的燈不亮，就表明這個支路的零線斷路了，需要修復。（2）檢修短路：先取下干路熔斷器的盒蓋，將校火燈頭串接入熔斷器的上下兩端，如燈亮，表明電路中有短路。同樣，在各個支路開關的接點用上述方法將?；馃纛^串接進去，哪個支路的燈亮，就表明這個支路短路了，只要檢修這條支路就能解決問題。例1.有一幢樓房，突然發(fā)生停電事故，經檢查，保險絲已熔斷，已排除用電器過多這一原因，那么有經驗的電工師傅檢修時，他最先考慮并重點檢查的是