李德仲

摘要： 電路故障是初中物理電學(xué)教學(xué)中經(jīng)常遇到的問題之一，也是物理中考?？嫉闹R點之一.因此搞好電路故障判斷方法的教學(xué)其意義重大.不但能解決教學(xué)中的問題，提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績，而且有助于同學(xué)們對基礎(chǔ)知識的理解，提高綜合分析問題能力，培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新能力有重要的意義。本文結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)體會， 從電路故障判斷的理論基礎(chǔ)、常見故障種類、故障的判斷方法以及個案剖析四方面加以闡述。目的詣在教師教學(xué)有法，學(xué)生學(xué)習(xí)輕松。

關(guān)鍵詞： 電路故障；開路；短路；判斷方法

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1672-1578（2016）09-0275-01

電路故障一般分為短路和開路兩大類。分析識別電路故障時，一定要根據(jù)電路中出現(xiàn)的各種反?，F(xiàn)象，如燈泡不亮，電流表和電壓表示數(shù)反常等，分析其發(fā)生的各種可能原因，再根據(jù)題中給的其他條件和現(xiàn)象、測試結(jié)果等進(jìn)行綜合分析，確定故障。綜觀近年全國各地的中考物理試卷，我們不難發(fā)現(xiàn)，判斷電路故障題出現(xiàn)的頻率還是很高的。許多同學(xué)平時這種題型沒少做，但測驗時正確率仍較低，有的反映不知從何處下手。因此在物理課堂教學(xué)中有必要對電路故障的判斷方法進(jìn)行專題教學(xué)指導(dǎo)。本文從電路故障判斷的理論基礎(chǔ)、常見故障種類、故障的判斷方法以及個案剖析四方面加以闡述。

1.電路故障判斷的理論基礎(chǔ)：幾種主要元件的特點及產(chǎn)生的原因

1.1 燈泡：（1）發(fā)光：說明電路是通路。（2）不發(fā)光的原因： ①開路：燈絲斷或電路某處斷開；②燈泡被短路；③電流太弱，不足以達(dá)到發(fā)光程度。如燈泡與電壓表串聯(lián)后接在某段電路中。因電路電壓一般不大，但電壓表的內(nèi)阻很大，所以電路中的電流很小，不足以使燈泡發(fā)光。

1.2 電流表：（1）電阻很小，可視為零；若并聯(lián)使用，將構(gòu)成短路；（2）有示數(shù)：說明電流表所在電路為通路；（3）無示數(shù)：①電流表所在電路為開路；②電流表被短路；③電流表損壞。（4）指針反偏，正負(fù)接線拄接反；（5）指針超過最大刻度，量程選小。

1.3 電壓表：（1）電阻很大，可視為絕緣體；若串聯(lián)使用，將構(gòu)成開路；（2）在通路電路中，電壓表所測電壓為不包含電源在內(nèi)的那部分電路的電壓；（3）在開路電路中，用電壓表測某兩，最間的電壓：①示數(shù)為零，則該兩點間連通；②示數(shù)近似于電源電壓，則該兩點間斷開。（4）電壓表有示數(shù)：①串聯(lián)使用，形成開路，但可測出電源電壓；②電壓表正負(fù)接線住到電源正負(fù)極間處處連通。（5）電壓表無示數(shù)：①電壓表被短路；②在通路電路中，電壓表所測部分電阻為零；③電壓表正負(fù)接線柱與電源正負(fù)極間某處斷開；④電壓表損壞。（6）指針反偏，正負(fù)接線柱接反；指針超過最大刻度，量程選小。

2.常見故障種類及判斷方法

2.1 短路故障的判斷。

2.1.1 短路的分類。嚴(yán)格的講，電學(xué)中的短路，根據(jù)短路的位置不同可分為局部短路和整體短路。整體短路是指導(dǎo)線不經(jīng)過用電器直接和電源兩極相連的電路（即課本上的定義）。局部短路是指導(dǎo)線不經(jīng)過用電器直接和電路中某一部分用電器兩端相連的電路。整體短路中電流非常大， 易損壞導(dǎo)線和電源而不允許出現(xiàn)，這種電路是一種錯誤的電路。電路出現(xiàn)時有一部分用電器工作，而被短路的用電器將不工作，所以叫局部短路，這種電路一般對電源、導(dǎo)線和用電器均無損壞是允許出現(xiàn)的。所以很多試題在不超綱的前提下。為了適當(dāng)提高難度和靈活性以考察學(xué)生的能力在題目中穿插了一定的局部短路的知識。

2.1.2 短路故障的特征。電路中有電流（電路中有電流表時則電流表有示數(shù)），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。并聯(lián)電路中所有用電器都不工作。

2.2 開路故障的判斷。

2.2.1 造成開路的主要原因有：①連接電路時，導(dǎo)線與接線柱之間接觸不良；②由于電流過大電路被燒斷，比如燈被燒壞；③將電壓表串聯(lián)在電路中，因為電壓表的內(nèi)阻過大，造成電壓表所在電路開路。

2.2.2 開路故障的特征。如果電路中用電器不工作（常是燈不亮），且電路中無電流，則電路是開路。諾電路中有電壓表，根據(jù)開路的位置不同電壓表可能有示數(shù)也可能無示數(shù)。

2.3 開路故障的判斷方法

具體到那一部分電路開路，有兩種判斷方法：

①把電壓表分別和各處并聯(lián)，諾電壓表有示數(shù)且比較大（常表述為等于電源電壓）。則與電壓表并聯(lián)的那部分電路（或用電器）開路（電源除外）；諾電壓表無示數(shù)，則與電壓表非并聯(lián)的那部分電路（或用電器）開路。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)；電壓表無示數(shù)的原因：電壓表兩接線柱間含電源部分的電路為斷（開）路或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)的那部分電路出現(xiàn)了短路現(xiàn)象。

②把電流表（或?qū)Ь€）分別與各部分并聯(lián)，如其他部分能正常工作，則當(dāng)時與電流表（或?qū)Ь€）并聯(lián)的那部分電路開路了。

3.如何準(zhǔn)確無誤地將實物連接圖轉(zhuǎn)換成電路圖

將實物連接圖轉(zhuǎn)換成電路圖是個難點。在多年的教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)，每一屆的學(xué)生在剛剛接觸將實物連接圖轉(zhuǎn)換成電路圖的題目時，邊看實物圖，邊畫電路圖。以為這樣就可以確保無誤，結(jié)果畫出的電路圖往往是形狀與實物連接圖很相似，但卻存在要么結(jié)構(gòu)不一致、要么電路元件畫在電路圖中拐角處等諸多問題。那么這些問題如何才能得到根本性的解決呢？

首先，一定要杜絕學(xué)生采用"局部解決法"。因為邊看邊畫有著諸多弊端。一是容易導(dǎo)致電路圖與實物連接圖形狀相似而結(jié)構(gòu)卻不一致；二是容易把電路元件放在電路圖的拐角處；三是不利于培養(yǎng)學(xué)生的看圖能力，很多學(xué)生甚至在圖畫好之后還不知道自己所畫的電路到底是并聯(lián)還是串聯(lián)結(jié)構(gòu)。所以在教學(xué)的初始階段，一定要把學(xué)生這種不好的作圖習(xí)慣堅決消除在萌芽狀態(tài)。教師要教學(xué)生方法，具體是：

（1）先根據(jù)"電流流向法"看清實物連接圖的結(jié)構(gòu)，包括電流有幾條路徑，干路上有什么，各條支路上有什么，以及電流經(jīng)過各個電路元件的順序，如有電壓表的，還要注意電壓表是并聯(lián)在哪段電路兩端。

（2）根據(jù)實物連接圖的結(jié)構(gòu)，用鉛筆畫出對應(yīng)的電路圖框架。先畫好一個長方形，如果電路中有兩條支路，就在長方形中加一條線，三條支路再加一條，依此類推（此處要強調(diào)用鉛筆來畫圖）。

（3）在框架上逐個添加各個電路元件的符號。先在框架上確定電源的位置，此時就能清楚地看出框架中哪些屬于干路部分，哪些屬于支路部分，然后在干路和各條支路上逐個添加各元件的符號（添加時應(yīng)注意各元件的相對位置，且必須在添加元件前先擦除框架上原有線）。

筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，學(xué)生們比較難掌握的還是短路問題。所以，在以后的教學(xué)環(huán)節(jié)中，一定要加強這方面的訓(xùn)練，達(dá)到一個較好的教學(xué)效果。