林愉文

[摘 要]針對(duì)學(xué)生在分析電路故障問題時(shí)的困惑，文章從“簡(jiǎn)單電路”和“家庭電路”兩方面提出相應(yīng)的分析處理方法，幫助學(xué)生提高分析和解決實(shí)際問題的能力。

[關(guān)鍵詞]電路故障；家庭電路；分析

[中圖分類號(hào)] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 16746058（2018）02005002

通過對(duì)電路故障的分析，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。在中考物理中，電路故障問題是?？純?nèi)容。在解決此類問題時(shí)，許多學(xué)生往往思路不清，出現(xiàn)錯(cuò)誤。本文對(duì)電路故障問題進(jìn)行了分類分析，幫助學(xué)生解決電路故障問題。

一、電路故障分析

電路的故障是指電路連接起來后，整個(gè)電路或局部電路不能正常工作。

電路故障產(chǎn)生的主要原因有：①元件被短接；

②元件斷路；

③連接時(shí)選用的器材不當(dāng)（如R1R2）。

（一）電燈故障分析

根據(jù)電路連接方式，結(jié)合條件，確定故障是斷路，還是短接。由于燈泡自身能夠發(fā)光，有明顯的現(xiàn)象，所以此類題較簡(jiǎn)單。

（1）兩燈串聯(lián)時(shí)（如圖1），如果一盞燈亮，另一盞燈不亮，則不亮的燈被短路；如果兩盞燈都不亮（只有一處故障），多數(shù)情況是其中一盞燈斷路，也可能是兩燈或電源被短路。

（2）兩燈并聯(lián)時(shí)（如圖2），如果一盞燈亮，另一盞燈不亮，則不亮的燈一定是斷路；如果兩燈都不亮（只有一處故障），則是干路斷路。

【例1】 在如圖3所示電路中，電源電壓不變。閉合開關(guān)K后，燈L1、L2都發(fā)光。一段時(shí)間后，其中一燈突然熄滅，而電流表、電壓表的示數(shù)都不變，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是（ ）。

A.燈L1短路

B.燈L2短路

C.燈L1斷路

D.燈L2斷路

解析：先分析電路連接方式，此電路是并聯(lián)電路，電流表測(cè)L2的電流，“一燈突然熄滅，而電流表、電壓表的示數(shù)都不變”。因?yàn)椴⒙?lián)連接時(shí)，各支路互不影響，說明只能是L1斷路。故選C。

（二）電表示數(shù)變化故障分析

此類問題，關(guān)鍵是分析電路中電阻的變化，實(shí)際分

析時(shí)，還應(yīng)結(jié)合電表示數(shù)的變化進(jìn)行判斷，所以此類問題的分析解決相對(duì)比較困難。

（1）串聯(lián)電路

①電路連接如圖4所示，若電壓表示數(shù)變大或接近電源電壓，則可能是電壓表所測(cè)用電器R1斷路（如圖5），或者是電壓表旁邊另一個(gè)用電器R2短接（如圖6），即“內(nèi)斷外短”。

②圖4所示電路中，若電壓表示數(shù)變小或接近0，可能是電壓表所測(cè)用電器R1被短接（如圖7），或者是電壓表旁邊另一個(gè)用電器R2斷路（如圖8），即“內(nèi)短外斷”。

（2）并聯(lián)電路

①電壓表示數(shù)變?yōu)?，很可能是干路斷路；

②電流表示數(shù)變?yōu)?，若干路電流為零，干路斷路；若支路電流為零，支路斷路。

二、家庭電路分析

（一）家庭電路故障產(chǎn)生的主要原因分析

1.保險(xiǎn)裝置：電流過大時(shí)，引起保險(xiǎn)絲燒壞，即“跳閘”。

（1）短路：①插頭短路；②燈座短路；③用電器自身短路。

（2）總功率過大：同時(shí)使用的用電器的功率總和太大。

2.用電器帶電，但是不工作：零線斷路。

【例2】 小紅的媽媽從市場(chǎng)上買了一個(gè)廉價(jià)的臺(tái)燈，安上“220V 25W”的燈泡，臺(tái)燈開關(guān)處于斷開。將插頭插入家庭電路的插座時(shí)，室內(nèi)電燈立即全部熄滅。原因可能是（ ）。

A.臺(tái)燈的插頭內(nèi)短路

B.電燈的燈絲斷了

C.臺(tái)燈的燈座內(nèi)斷路

D.插頭與插座接觸不良

解析：電路中電流過大的原因是短路或用電器的總功率過大，使保險(xiǎn)絲燒斷或跳閘，使室內(nèi)所有電燈立即全都熄滅。因?yàn)榕_(tái)燈和其他用電器并聯(lián)，插頭與插座接觸不良或燈泡的燈絲斷了或燈座內(nèi)斷路，只能使本支路的臺(tái)燈不亮，不能使其他的燈熄滅，因?yàn)槭恰安孱^插入家庭電路的插座”時(shí)，室內(nèi)電燈立即全都熄滅，原因應(yīng)是“臺(tái)燈的插頭內(nèi)短路”，故選A。

【例3】 小張家中的三盞電燈突然全部熄滅了，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)絲并未熔斷，用測(cè)電筆測(cè)試室內(nèi)各處電路時(shí)，氖管都發(fā)光。由此可知，小張家電路的故障原因是

（ ）。

A.進(jìn)戶火線開路

B.進(jìn)戶零線開路

C.燈泡全部燒壞

D.電路某處短路

解析：家庭電路中，用電器均不正常工作，而保險(xiǎn)絲未熔斷，說明不是電路被短路和總功率過大，只能是干路上有斷路，測(cè)電筆測(cè)試各處電路，氖管都發(fā)光，說明各用電器與火線是連通的，只是進(jìn)戶零線斷路，使得幾盞燈所在電路沒有形成閉合回路，故燈都熄滅，故選B。

（二）家庭電路故障檢修

家庭電路的故障可以用試電筆或者用一個(gè)完好的燈泡串聯(lián)或并聯(lián)在電路中進(jìn)行。

1.用試電筆檢修家庭電路

試電筆的使用方法：試電筆與火線相連時(shí)與人體和大地構(gòu)成一個(gè)完整的回路，氖管發(fā)光；試電筆與零線相連時(shí)，氖管不發(fā)光。

【例4】 如圖9是某家庭電路，閉合開關(guān)，燈不亮，用試電筆接觸c點(diǎn)氖管不發(fā)光，接觸d點(diǎn)氖管發(fā)光。已知該電路有兩處故障，則下列判斷正確的是（ ）。

A.ac間斷路、eb間斷路

B.cd間短路、cd間短路

C.ac間斷路、cd間短路

D.ac間斷路、cb間斷路

解析：家庭電路故障中，試電筆與火線相連時(shí)與人體和大地構(gòu)成一個(gè)完整的回路，氖管發(fā)光，如圖10所示，試電筆與零線相連時(shí)，氖管不發(fā)光；用試電筆接觸c

點(diǎn)氖管不發(fā)光，說明c點(diǎn)與火線斷開，ac間斷路；試電筆接觸d點(diǎn)氖管發(fā)光，說明d點(diǎn)與火線相連，由于c點(diǎn)與火線斷開，電流只能從d點(diǎn)通過燈泡與火線相連；又因?yàn)殚]合開關(guān)，燈不亮，說明燈與進(jìn)戶零線斷開，故eb間斷路。故選A。

2.用一個(gè)完好的燈泡檢修家庭電路

家庭電路故障中，將額定電壓為220V的“校驗(yàn)燈”，接在保險(xiǎn)絲的兩個(gè)接線柱上，就相當(dāng)于把此燈串聯(lián)接入電路中，分別閉合各支路的開關(guān)進(jìn)行檢驗(yàn)。如果“校驗(yàn)燈”恰能正常發(fā)光，說明該保險(xiǎn)絲控制的支路短路；如果“校驗(yàn)燈”發(fā)光不正常（暗紅色），說明該支路工作正常；如果“校驗(yàn)燈”不發(fā)光說明該支路斷路。

【例5】 電工師傅常用一只標(biāo)有“220V 40W”的燈泡L0（檢驗(yàn)燈泡）取代保險(xiǎn)絲檢查新安裝的照明電路中每個(gè)支路的情況，如圖11所示。當(dāng)只閉合S、S1時(shí)L0不亮；當(dāng)只閉合S、S2時(shí)，L0和L2都呈暗紅色；當(dāng)只閉合S、S3時(shí)，L0正常發(fā)光，由此可以判斷（ ）。

A.L1所在的支路短路

B.L2所在的支路斷路

C.L3所在的支路短路

D.各支路均完好

解析：家庭電路故障中，將額定電壓為220V的“校驗(yàn)燈”，接在保險(xiǎn)絲的兩個(gè)接線柱上，是相當(dāng)于把此燈串聯(lián)入電路中，分別閉合三個(gè)開關(guān)S1、S2、S3，L0會(huì)有三種狀態(tài)：“校驗(yàn)燈L0”恰能正常發(fā)光，說明該支路L1或L2或L3短路；“校驗(yàn)燈L0”發(fā)光不正常（暗紅色），說明該支路L1或L2或L3工作正常；“校驗(yàn)燈L0”不發(fā)光，說明該支路L1或L2或L3斷路。當(dāng)只閉合S、S1時(shí)，L0不亮，說明電路處于斷路狀態(tài)，L1所在支路斷路。當(dāng)只閉合S、S2時(shí)，L0和L2都呈暗紅色時(shí)，說明L0與L2是串聯(lián)，兩個(gè)燈得到的電壓小于220V，不能正常發(fā)光，L2應(yīng)該是好的。當(dāng)只閉合S、S3時(shí)，L0正常發(fā)光，說明L3所在支路短路，“校驗(yàn)燈L0”正常發(fā)光，故C正確。

（責(zé)任編輯 易志毅）