如何判断电路故障问题初中物理

核心提示电路故障一般有短路和断路两大类。分析识别电器故障时,首先找出电路中出现的各种反常现象,如灯泡不亮,电流表和电压表示数反常等。然后分析其发生的各种可能原因,再根据题中给的其他条件和现象、测试结果等进行综合分析,确定故障。断路的判断 如果电路

电路故障一般有短路和断路两大类。分析识别电器故障时,首先找出电路中出现的各种反常现象,如灯泡不亮,电流表和电压表示数反常等。然后分析其发生的各种可能原因,再根据题中给的其他条件和现象、测试结果等进行综合分析,确定故障。

断路的判断

如果电路中用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流,则电路断路。

具体到那一部分断路,有两种判断方式:

① 把电压表分别和各处并联,则有示数且比较大(常表述为等于电源电压);则电压表两接线柱之间的电路断路(电源除外);

② 把电流表分别与各部分并联,如其他部分能正常工作,电流表有电流,则当时与电流表并联的部分断开了(适用于多用电器串联电路)。

短路的判断

⑴ 串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作,其他部分用电器能正常工作,则不能正常工作的部分短路。

⑵ 把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零表示导线正常,如某一用电器两端的电压为零,则此用电器短路。

⑶ 常用的判断方法:

〖现象1〗用电器不工作。

〖诊断〗 ① 若题中电路是串联电路,看其它用电器能否工作,如果所有用电器均不能工作,说明可能某处发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器被短路了。

②若题中电路是并联电路,如果所有用电器均不工作,说明干路发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器所在的支路断路。

〖现象2〗电压表示数为零。

〖诊断〗① 若此时电压表是和用电器相连时,电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路;

② 电压表的两接线柱间被短路。

〖现象3〗电流表示数为零。

〖诊断〗① 电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路;

② 电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中)。

③ 电流表被短路。

〖现象4〗电流表被烧坏。

〖诊断〗① 电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路,即发生了短路;

② 电流表选用的量程不当。

几点认识

① ①串联电路中,断路部位的电压等于电源电压,其它完好部位两端电压为0V;

② 串联电路中,短路部位的电压等于0V,其它完好部位两端有电压,且电压之和等于电源电压。

③ 不管“短路、断路”成因是多么复杂,其实质却很简单,可以认为“短路”的用电器实质就是电阻很小,相当于一根导线,“断路”的用电器实质就是电流无法通过相当于断开的开关。在分析中用导线代替“短路”的用电器,用断开的开关代替“断路”的用电器;

④ 形成故障的原因很多,比如“短路”有可能是用电器两个接线柱碰线造成,也可能是电流过大导致某些用电器内部击穿,电阻为零;“断路”有可能是导线与用电器接触不良造成,也可能是电流过大将用电器某些部分烧断造成。

一、根据电压表和电流表示数情况寻找电路故障

方法:①若电压表有示数(有明显偏转)且等于电源电压而电流表无示数,则电路中必然是发生了断路故障,且断路点就在电压表两接线柱之间的所测部分。原因是此时其他用电器两端电压U=IR=0,必有I=0,即断路。若电压表有示数且等于电源电压,而电路中又没有电流表,则可能是电压表所测部分以外的用电器发生了短路。

②若电压表和电流表均无示数,则既可能是两表接线不良或坏了,也可能是电路中电压表所测部分以外的电路(与电源相连部分)出现断路。

③电流表有示数而电压表无示数,则可能是串联电路中局部发生短路,且就短接在电压表两接线柱之间,理由是U=IR=0,R必然为零,此时其他用电器应能正常工作,当然也可能是电压表坏了或接触不良。

具体题目中应综合运用以上三点结合用电器工作情况进行分析。

例1. (2004年无锡市)小红同学在探究串联电路电流规律的实验中,按图1连接好了电路,合上电键S后,发现小灯泡L1、L2均不发光,电流表示数为零。是哪里发生了故障呢?她思考了一下,然后用一个电压表分别接到电流表、灯L1、灯L2两端测量电压。测量结果:电流表、灯L1两端无电压,灯L2两端有电压。由此小红找出了电路发生故障的原因,则电路的故障可能是( )

图1

A. 电流表断路了 B. 小灯泡L1断路了 C. 小灯泡L2断路了 D. 小灯泡L2短路了

分析:电流表无示数则电路中必然是发生了断路故障,当电压表接到L2两端时测出了电压,所以断路部位应是L2;若电流表断路或L1断路则其两端将有电压;若L2短路则它两端将无电压,且L1就应该发光。所以本题应选C。

例2. (2002年河北省)如图2所示电路,闭合开关,两只灯泡都不亮,且电流表和电压表的指针都不动。现将两灯泡L1和L2的位置对调,再次闭合开关时,发现两只灯泡仍不亮,电流表指针仍不动,但电压表的指针却有了明显的偏转,则电路的故障可能是( )

图2

A. 从a点经电流表到开关这段电路中出现断路 B. 灯泡L1的灯丝断了

C. 灯泡L2的灯丝断了 D. 电流表和两个灯泡都坏了

分析:电流表指针一直不动,说明电路中发生了断路故障。故只有L1断路,则对调前电压表指针会偏转;若电流表和两个灯泡都坏了或是a点经电流表到开关这段电路中断路,则对调后电压表指针仍不会偏转;而对调后电压表指针有明显偏转说明是L2断路,所以只能选C。

二、用一段导线查找电路故障

方法:当串联电路中某处断路时,可用一段导线去将电路的局部两点连通(注意防止电源短路,并联电路不能用此方法),岩电路其他部分恢复正常,则断路点就在这两点间,然后交替固定一端移动另一端来缩小故障范围,并最终确定故障部位。

例3. (1998年武汉市)在图3所示“用电流表测电流”的实验中,当开关S闭合时,灯L1、L2均不亮,某同学用一根导线去查找电路的故障,他将导线先并接在灯L1两端,发现灯L2亮灯L1不亮,然后并接在灯L2两端时,发现两灯均不亮。由此可判断( )

图3

A. 灯L1断路 B. 灯L2断路 C. 灯L1短路

分析:两灯均不亮,说明电路中某处断路。当用导线并接到L1两端时L2亮,则断路点就在这两点间;当用导线并接到L2两端时,L1仍然断路而使两灯都不亮,选(A)。

三、电压表和电流表互换接错的电路故障

方法:电压表和电流表作为测量仪表,它们的正、负接线往都不能接反,在正常电路中不会影响电路工作情况。电压表内阻很大,因而在所测电压不超过它的量程的情况下,电压表可直接接到电源两端;电流表内阻很小,不能接到电源两极上。两极互换接错时是否会烧坏要视具体情况分析。

例4. (1998年四川省)在图4的电路中,闭合开关S后将出现的情况是( )

图4

A. 电压表示数为电源电压 B. 电流表示数达最大 C. 小灯泡L正常发光

分析:当S闭合后,因电流表内阻很小,可看成一段导线,所以电压表相当于直接接到电源两极上,其示数为电源电压,又因为电压表内阻很大(十几千欧),此时电路总电阻较大,因而通过电流表的电流很小,电流表不会烧坏,灯泡中则几乎没有电流通过,所以灯泡L不会正常发光。另外,因题中未说明电源电压,也未指出电压表所使用的量程,但假如电压表被烧坏而断路,电流表就不会烧坏。所以本题只能选A。

四、用测电笔检查照明电路故障

测电笔是用来辨别照明电路中火线和零钱的,在正确使用情况下,凡是能使氖管发光的导体都是直接或间接(通过用电器电阻)接通的;凡是不能使氖管发光的导体,要么直接或间接与零线接通,要么是与零线或火线都不相通而单独存在,据此可判断照明电路中的故障部位。

例5. 如图5所示的电路中,S闭合灯不亮,用测电笔测a、b、c三点,氖管均发光,可能原因是( )

图5

A. 灯丝断路 B. 火线断路 C. ab段断路 D. cd段断路

分析:S闭合后灯不亮说明灯泡中无电流通过,若是火线断路则电路中各点均不会使氖管发光,而a、b、c三点能使氖管发光,说明ab不会断路,bc也不会断路,若灯丝断路则c点将不能使氖管发光,d点不能使氛管发光说明它与火线没有接通,所以电路故障只能是cd断路。选D。

 
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