孫穎
新課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后,高考物理學(xué)科主要考查學(xué)生對(duì)物理概念和原理規(guī)律的掌握情況,注重綜合題以及物理學(xué)科中的數(shù)學(xué)運(yùn)用能力,貼近生活.研究中學(xué)物理題型,要注重類型題的歸納,研究經(jīng)典題型,掌握解題思路和技巧,舉一反三,學(xué)習(xí)起來(lái)就可以事半功倍.高二物理電學(xué)部分中電路故障的檢測(cè)符合高考新的命題趨勢(shì),在此將檢查電路故障的解題方法分享給大家,希望從中有所收獲.
一、主要解決辦法
(一)利用儀器
1.電壓表檢測(cè)
電路斷路檢測(cè):將電壓表與電源并聯(lián),設(shè)A、B兩端,A端不動(dòng),B端與電路中各段連接.電壓表指針有反應(yīng),顯示示數(shù)說(shuō)明電壓表兩端間有斷路,沒(méi)有顯示示數(shù)說(shuō)明是通路,逐步進(jìn)行排查,有示數(shù)到無(wú)示數(shù)段為電路斷路點(diǎn)所在區(qū)段.
電路短路檢測(cè):將電壓表與電源并聯(lián),如果電壓表有示數(shù),就把電壓表按順序逐個(gè)與電路每部分相并聯(lián),查看有無(wú)示數(shù),有示數(shù)表示沒(méi)有短路,無(wú)示數(shù)處即為短路發(fā)生點(diǎn).
2.電流表檢測(cè)
檢測(cè)電路是否斷路,可以在電路中加入電流表,通過(guò)電流表是否有示數(shù)來(lái)判斷斷路點(diǎn).為防止電流表燒壞,一般把電流表與一個(gè)定值電阻串聯(lián)后,其兩端設(shè)為A、B,A端與電源連接,B端與電路各段測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行試觸,如果有示數(shù)說(shuō)明觸點(diǎn)外側(cè)沒(méi)有發(fā)生斷路,如果沒(méi)有示數(shù)說(shuō)明觸點(diǎn)外側(cè)有斷路,再依次進(jìn)行排除,最終找到斷路點(diǎn).這種方法可以應(yīng)用于斷路故障的檢測(cè).
3.歐姆表檢測(cè)
也可以利用歐姆表調(diào)試檔位對(duì)電路故障進(jìn)行檢測(cè).首先選擇小倍率歐姆檔位,用表筆與電路各部分按順序逐個(gè)并聯(lián),通過(guò)測(cè)量電路各段的電阻來(lái)判定電路是否出現(xiàn)故障.當(dāng)歐姆表顯示示數(shù)較大時(shí),說(shuō)明被測(cè)段路點(diǎn)之間有斷路;當(dāng)歐姆表示數(shù)非常小時(shí),說(shuō)明被測(cè)段路兩點(diǎn)之間是通路.
用歐姆表檢測(cè)電路是否故障要注意幾點(diǎn):一是為提高測(cè)試的靈敏度,應(yīng)該選小倍率歐姆檔位.二是電源必須與被檢測(cè)路段斷開(kāi).三是這種歐姆表檢測(cè)法一般適用于斷路的檢測(cè).
(二) 排除法
在了解電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對(duì)電路故障前后的電流、電壓的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行分析,確定故障原因并對(duì)電路中元件逐一判別,排除不可能的情況,找出故障點(diǎn).電路故障前后物理量不同,根據(jù)不同狀態(tài)下的物理量關(guān)系求解相關(guān)量.
(三) 假設(shè)法
檢測(cè)電路尋找故障點(diǎn),可以首先將整個(gè)電路劃分為若干部分,然后依次假設(shè)某段故障,運(yùn)用相關(guān)規(guī)律推導(dǎo),如果結(jié)果與題設(shè)現(xiàn)象不符合,那么表示這段電路沒(méi)有故障,反之則表示這段電路有故障.以此辦法檢測(cè)全部電路,直到找到全部故障點(diǎn).
二、例題分析
例1如圖所示,電路圖中,S閉合后燈泡A、B正常發(fā)光.忽然燈泡B變暗而燈泡A變亮,如果只有一處故障,則可能發(fā)生故障為哪處( ).
A.R1斷路B.R2斷路C.R2短路D.R3斷路
解析解法一,假設(shè)法.
1.假設(shè)R1斷路,則整個(gè)電路的并聯(lián)支路減少,那么外電阻變大,電路中干路中的電流減少,因電流在兩燈中的分配比例沒(méi)有發(fā)生變化,所以流過(guò)兩燈中的電流減少,因此R1斷路亮燈都會(huì)變暗,不符合題意,故而不能選擇.
2.假設(shè)R2斷路,則電路中并聯(lián)支路減少,整個(gè)電路的外電阻增大,兩燈泡端的電壓變大,由串聯(lián)電路的電壓的關(guān)系得出,燈泡A兩端的電壓變大,故而A燈變亮;因外電阻變大,干路中的電流減少,帶電燈支路的電阻變大,由并聯(lián)電路的電流關(guān)系得知,流過(guò)帶電燈支路的電流變小,因R3和燈B的電流關(guān)系不變,因此流過(guò)燈B的電流減少,所以燈B變暗,據(jù)此判斷R2斷路符合題意.
3.假設(shè)R2短路,則A燈不亮,不符合題意不能選.同理R3短路也不符合題意,得出答案只能選擇B.
解法二,排除法.
要使A燈變亮,B燈變暗,也就是要使流過(guò)A燈的電流變大,流過(guò)B燈的電流減少,R1短路會(huì)使兩燈都不亮,R2、R3短路會(huì)使兩燈一個(gè)不亮,R1斷路,會(huì)使兩燈都變暗,都不符合題意,只能使R2或者R3斷路.只有R2斷路,外電阻變大,干路中的電流減少,因含電燈支路的電阻變大,由并聯(lián)電路的電流的關(guān)系得知,流過(guò)含燈支路的電流變小,R3和燈B的電流關(guān)系不變,因此流過(guò)燈B的電流減小,B燈變暗.因含燈支路兩端的電壓變大,B燈兩端的電壓減小,所以A燈兩端的電壓變大,A燈變亮.
通過(guò)以上兩種方法可以得出答案為B.
例2(2012年3月江西南昌一模)如圖所示,在測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,接通開(kāi)關(guān),電壓表有讀數(shù),電流表示數(shù)為零.改 變變阻器滑片的位置,電流表也沒(méi)有反應(yīng).用多用表電壓檔檢查電路,把紅表筆接到電池的正極,黑表筆分別接觸電流表的正極(b點(diǎn))和負(fù)極(c點(diǎn)),多用表電壓檔的示數(shù)均為零;用黑表筆分別接觸d點(diǎn)、e點(diǎn),多用表電壓檔的示數(shù)均和電壓表示數(shù)相等.檢查各接線柱選擇均正確且接觸良好,則電路中發(fā)生故障的原因是.
答案:dc線斷路.
解析多用表電壓檔檢查線路,把紅表筆接到電池的正極,黑表筆分別接觸電流表的正極(b點(diǎn))和負(fù)極(c點(diǎn)),多用表電壓檔無(wú)示數(shù).故而得出電流表的正極(b點(diǎn))到電池正極之間的導(dǎo)線通路,電流表通路.用黑表筆分別接觸d點(diǎn)、e點(diǎn),多用表電壓檔的示數(shù)和電壓表示數(shù)相同,由此得出電路中dc段發(fā)生斷路故障.
通過(guò)以上介紹的檢測(cè)電路故障的幾種方法,在實(shí)驗(yàn)中去體會(huì)、感受,輔以相關(guān)的習(xí)題演練,并運(yùn)用歷年高考真題去檢驗(yàn),從而做到對(duì)這一類型題目的靈活解答,進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī).