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        初中物理電路故障分析

        2020-10-13 01:41:52郭懷生
        數(shù)理化解題研究 2020年26期
        關(guān)鍵詞:故障

        郭懷生

        (甘肅省天水市秦州區(qū)皂郊中學(xué) 741002)

        電路故障是指電路連接完成后,閉合開關(guān)通電時,發(fā)現(xiàn)整個電路或者部分電路無法正常工作的現(xiàn)象.電路故障主要有短路和斷路兩種類型.電路故障的分析判斷,是初中物理電學(xué)學(xué)習(xí)的難點和重點,也是中考常考的一個熱點內(nèi)容,分析識別電路故障時,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;本文分析電路發(fā)生故障的各種可能原因,歸納判斷方法,提高課堂教學(xué)效率和學(xué)生分析問題解決問題的能力.

        一、短路故障的分析

        1.短路根據(jù)位置不同可分為

        (1)電源短路,是指導(dǎo)線不經(jīng)過用電器直接和電源兩極相連的電路(這時會燒毀電源).(2)用電器短路(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(或用電器兩接線柱接觸)的電路,一般是串聯(lián)的多個元件(含用電器、電表)中的一個或多個在電路中不起作用(無電流通過該元件),這種情況通常是由于接線的原因或者電路發(fā)生故障引起的,一般不會造成較大的危害.

        2.短路故障的特征

        電路中有電流(電流表有示數(shù)或某一燈泡亮),說明電流表(或這一燈泡)所在電路是通路,電路故障很可能是某處短路,串聯(lián)電路中一部分用電器不能正常工作(該部分電路短路),其他部分用電器能正常工作;并聯(lián)電路中某一支路短路就會使電源短路,危害電源.

        3.短路故障的判斷方法

        (1)用電器不工作.診斷:①若題中電路是串聯(lián)電路,看其它用電器能否工作,如果所有用電器均不能工作,說明可能某處發(fā)生了斷路;如果其它用電器仍在工作,說明該用電器被短路了.(2)電壓表示數(shù)為零.①電壓表的兩接線柱間(所測用電器)被短路.②電壓表的兩個接線柱可能接觸不良或者與電源兩極間斷開.

        4.典例析解

        在圖1所示的電路中,電源電壓不變.閉合開關(guān)K后,燈L1、L2都發(fā)光,—段時間后,其中的一盞燈突然變亮,而電壓表Vl的示數(shù)變小,電壓表V2的示數(shù)變大,則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原是( ).

        A.燈L1斷路

        B.燈Ll短路

        C.燈L2斷路

        D.燈L2短路

        解析燈L1與L2串聯(lián),Vl測燈L1的電壓,V2測燈L2的電壓, 一盞燈突然變亮,說明電路故障是短路,短路使一盞燈亮,另一盞燈不亮,電壓表示數(shù)變小處短路,因為電壓表Vl的示數(shù)變小,說明短路發(fā)生在與電壓表Vl并聯(lián)的電路上.即燈L1短路.所以正確選項為B.

        二、斷路故障的分析

        1.斷路故障的特征是

        電路中用電器不工作(常是燈不亮),且電路中無電流(或電流表指針幾乎不動),則電路是斷路.若電路中電壓表有示數(shù),則電壓表兩接線柱間斷路;若電壓表無示數(shù),則電壓表的兩接線柱到電源兩極之間的電路斷路.

        2.造成斷路的主要原因有

        (1)是連接電路時,導(dǎo)線與接線柱之間接觸不良;(2)是由于電流過大電路被燒斷,比如燈絲被燒斷;(3)是將電壓表串聯(lián)在電路中(或串聯(lián)一個阻值過大的電阻),因為電壓表的內(nèi)阻過大,造成電路中電流過小,以致電流表指針幾乎不動.

        3.斷路故障的判斷方法

        (1)電壓表.把電壓表分別和各處并聯(lián),若電壓表有示數(shù)且比較大(常表述為:等于電源電壓).則與電壓表并聯(lián)的這部分電路(或用電器)斷路(電源除外); 若電壓表無示數(shù),則電壓表的兩接線柱到電源兩極之間的電路斷路.即,斷路故障在有電壓處,無電壓處正常; (2)電流表.電流表示數(shù)為零可能電流表被短路或者電流表被燒壞;電流表的兩接線柱到電源兩極之間的電路斷路 ;(3)導(dǎo)線.將導(dǎo)線并接在某一用電器兩端,其它用電器便工作,說明該用電器斷路;(4)若題中電路是并聯(lián)電路,如果所有用電器均不工作,說明干路發(fā)生了斷路;如果其它用電器仍在工作,說明該用電器所在的支路斷路.

        4.典例析解

        如圖2所示的電路中,電流電壓保持不變,閉合電鍵S,電路正常工作,過了一會兒,一個電表的示數(shù)變大,另一個電表的示數(shù)變小,則下列判斷中正確的是( ).

        A.電阻R一定斷路

        B.電阻R一定短路

        C.燈L的亮度可能不變

        D.燈L可能變亮

        解析電壓表測電阻R兩端電壓.

        綜上分析,選D.

        三、分析思路小結(jié)

        1.電路故障分析流程圖

        2.判斷電路故障的口訣

        (1)串聯(lián)電路中:無流斷有壓,有流短無壓.(2)并聯(lián)電路中:獨斷單支停,一短全局輸.(3)家庭電路中:斷在明滅間,短在后通時.

        總之,串聯(lián)電路中,斷路部位的電壓等于電源電壓,其它完好部位兩端電壓為0V;短路部位的電壓等于0V,其它完好部位兩端有電壓,且電壓之和等于電源電壓.不管“短路、斷路”成因是多么復(fù)雜,其實質(zhì)卻很簡單,我們可以認為“短路”的用電器實質(zhì)就是電阻很小,相當(dāng)于一根導(dǎo)線,“斷路”的用電器實質(zhì)就是電流無法通過相當(dāng)于斷開的電鍵.在分析中用導(dǎo)線代替“短路”的用電器,用斷開的電鍵代替“斷路”的用電器,往往會收到意想不到的效果.

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