中考物理常見電路故障分析

穆 春

（宿遷市泗洪縣洪翔中學(xué)，江蘇 宿遷 223900）

電路故障的判斷或檢測(cè)是中考最常見的題型，是中考中的高頻考點(diǎn)，特別是在選擇題、實(shí)驗(yàn)題中。所謂電路故障，是指電路連接完成通電時(shí)，整個(gè)電路或部分電路不能工作。產(chǎn)生的主要原因有：電路元件內(nèi)部斷路、短路，接觸不良或?qū)Ь€內(nèi)部斷裂等。

一、常見電路的故障判斷

如圖1電路：伏安法測(cè)量小燈泡的電阻（或電功率）。

問題1：如果小燈泡斷路，其它部分完好，閉合開關(guān)后，你將會(huì)看到什么現(xiàn)象？

解析 小燈泡斷路，此時(shí)電壓表串聯(lián)在電路中，由于電壓表的電阻很大，使電路中的電流很小，相當(dāng)于斷路，電流表示數(shù)幾乎為零，小燈泡不亮，而電壓表有示數(shù)，且接近電源電壓。

答案 燈不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)。

問題2：如果小燈泡短路，其它部分完好，閉合開關(guān)后，你將會(huì)看到什么現(xiàn)象？

解析 小燈泡短路，相當(dāng)于電壓表并聯(lián)在一段導(dǎo)線的兩端，沒有電流通過小燈泡，小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，但導(dǎo)線的電阻很小，幾乎為零，根據(jù)U=IR，電壓為零，電壓表無(wú)示數(shù)。

答案 燈不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)。

問題3：如果滑動(dòng)變阻器斷路，其它部分完好，閉合開關(guān)后，你將會(huì)看到什么現(xiàn)象？

解析 滑動(dòng)變阻器斷路，電路中無(wú)電流，小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，根據(jù)U=IR，電壓為零，電壓表也無(wú)示數(shù)。

答案 燈不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)。歸納與總結(jié)

類型Ⅰ 根據(jù)電流表、電壓表現(xiàn)象確定電路故障原因

例【2012煙臺(tái)】小明利用如圖2所示的實(shí)驗(yàn)器材，“測(cè)定2.5V小燈泡的功率”。

（2）小明正確連好電路后，閉合開關(guān)，小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表的示數(shù)為3V。請(qǐng)指出故障的原因。

解析 小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表的示數(shù)為3V，接近電源電壓，說明燈泡所在的那段電路發(fā)生斷路。

答案 小燈泡斷路

類型Ⅱ 根據(jù)電路故障確定電流表、電壓表出現(xiàn)的現(xiàn)象

例【2011鹽城】如圖3所示，小華做測(cè)量燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，所用小燈泡額定電壓為2.5V。

實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開關(guān)，兩表均有示數(shù)，然后將燈泡從燈座中取走，①電流表_____（填“有”或“沒有”）示數(shù)，②電壓表 _____（填“有”或“沒有”）示數(shù)。

解析 當(dāng)將燈泡從燈座中取走，燈座處斷路，電路中沒有電流，電流表沒有示數(shù)，此時(shí)電壓表串聯(lián)在電路中，相當(dāng)于測(cè)電源電壓，故電壓表有示數(shù)。

答案 ①?zèng)]有 ②有

二、常見電路的故障檢測(cè)

如圖4電路：串聯(lián)電路

問題4：當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)兩燈都亮，如果一段時(shí)間后只有一盞燈亮，這是出現(xiàn)了什么故障？如果一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩燈都不亮。這又是出現(xiàn)了什么故障？

解析 串聯(lián)電路中，剛開始兩燈都亮，后來(lái)只有一盞燈亮，說明不亮的那盞燈可能短路；所有燈都不亮了，說明電路中存在斷路現(xiàn)象。那么，如何檢測(cè)呢？

類型Ⅰ 用外加導(dǎo)線（電流表、燈泡）檢測(cè)故障

例 如圖4所示，電源電壓為3V，閉合開關(guān)S時(shí)，兩燈都亮，一段時(shí)間后兩燈都不亮，用一段導(dǎo)線的兩端接觸a、b兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都不亮，接觸b、c兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都不亮，接觸c、d兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都亮，故障原因可能是（ ）

A．開關(guān)接觸不良 B．燈 L1斷路

C．燈 L2斷路 D．燈 L2短路

解析 用導(dǎo)線與電路的一部分并聯(lián)就是再搭造一條電流的路徑，若這條路徑搭好后使電路恢復(fù)通路，則與之并聯(lián)的部分就存在斷路。題中導(dǎo)線的兩端分別接觸a、b兩點(diǎn)或b、c兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都不亮，說明a、b兩點(diǎn)間或b、c兩點(diǎn)間沒有故障，而接觸c、d兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都亮，則說明故障原因是c、d間斷路。

答案 A

歸納與總結(jié)

利用導(dǎo)線（電流表、燈泡）依次與電路中各元件并聯(lián)，當(dāng)電路中的其它用電器都能工作時(shí)，則與之并聯(lián)的元件出現(xiàn)斷路。

類型Ⅱ 用外加電壓表檢測(cè)故障

例 如圖4所示，電源電壓為3V，閉合開關(guān)S時(shí)，兩燈都亮，一段時(shí)間后兩燈都不亮。用一個(gè)電壓表檢測(cè)得到的結(jié)果是：Uab=Ubc=0，Uad=Ucd=3V，若故障只有一處，則可能的原因是（ ）

A．電路 a、b 間斷路 B．電路 b、c 間斷路

C．電路 c、d 間斷路 D．電路 a、d 間斷路

解析 把電壓表分別和逐段兩接線柱之間的部分并聯(lián)，若有示數(shù)且比較大（常表述為等于電源電壓），則和電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚娫闯猓?。而題中cd間電壓表有較大讀數(shù)且為3V，說明電壓表的正負(fù)接線柱已經(jīng)和相連的通向電源的部分與電源形成了通路，斷路的部分只能是和電壓表并聯(lián)的c、d部分。

答案 C

歸納與總結(jié)

利用電壓表依次與電路中各元件并聯(lián)，電壓表有示數(shù)且比較大時(shí)，說明電壓表測(cè)的是電源電壓，則與之并聯(lián)的元件出現(xiàn)斷路。

三、家庭電路的故障檢測(cè)

討論5：在家庭電路中，一般會(huì)出現(xiàn)哪些故障？

解析 家庭電路中易出現(xiàn)熔絲熔斷、火線、零線、用電器斷路，或短路。那么，如何檢測(cè)呢？

類型Ⅰ 用測(cè)電筆來(lái)檢測(cè)

例 夜里，小明家的三盞燈均正常發(fā)光時(shí)，突然三盞燈全部熄滅。經(jīng)檢查保險(xiǎn)絲完好，用測(cè)電筆檢查插座的兩孔，氖管均發(fā)光。發(fā)生這一現(xiàn)象的原因可能是（ ）

A．插座處發(fā)生了短路 B．某個(gè)電燈的燈絲燒斷了

C．進(jìn)戶線的火線斷了 D．進(jìn)戶線的零線斷了

解析 燈不亮但保險(xiǎn)絲完好，說明電路沒有發(fā)生短路現(xiàn)象，只能是某處斷路了；家中的電燈都是相互并聯(lián)的，某個(gè)電燈的燈絲斷了，不可能影響其它燈；用測(cè)電筆檢查插座的兩孔時(shí)，氖管均發(fā)光，說明插座的兩孔和火線是接通的，故障現(xiàn)象只能是進(jìn)戶零線斷了。

答案 D

歸納與總結(jié)

使用測(cè)電筆時(shí)，手要接觸筆尾的金屬電極，筆尖接觸電線。一般來(lái)說，如果氖管發(fā)光，表示接觸的是火線，如果氖管不發(fā)光，表示接觸的是零線。

若火線、零線同時(shí)發(fā)光，則進(jìn)戶零線斷路；若火線、零線都不發(fā)光，則進(jìn)戶火線斷路。

類型Ⅱ 用校驗(yàn)燈來(lái)檢測(cè)

例 電工師傅常用一只標(biāo)有“220V 40W”的燈泡L0（校驗(yàn)燈泡）取代保險(xiǎn)絲來(lái)檢查新安裝的照明電路中每個(gè)支路的情況，如圖所示。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 將“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，它會(huì)有三種狀態(tài)：“校驗(yàn)燈”不發(fā)光說明該支路斷路；“校驗(yàn)燈”發(fā)光不正常（暗紅色）說明該支路工作正常；“校驗(yàn)燈”恰能正常發(fā)光，說明該支路短路。

答案 C

歸納與總結(jié)

家庭電路中各用電器都是并聯(lián)，若某處發(fā)生短路故障，則干路電流迅速增大，熔絲立即被熔斷，常用校驗(yàn)燈來(lái)查找。

方法是：斷開所有用電器的開關(guān)，用一個(gè)普通的白熾燈泡取代熔絲，閉合總開關(guān)，然后逐個(gè)閉合各用電器的開關(guān)，若校驗(yàn)燈發(fā)出暗紅色的光（不正常發(fā)光），則該電路正常；若校驗(yàn)燈正常發(fā)光，則該支路短路；若校驗(yàn)燈不發(fā)光，則該支路斷路。

中考題賞析

1.【2012泰安】在如圖a所示的電路中，當(dāng)閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)兩燈都不亮，電流表的指針幾乎指在零刻度線，電壓表指針則有明顯偏轉(zhuǎn)。經(jīng)檢查除小燈泡外，其余器材的連接良好，造成這種情況的原因可能是（ ）

A.燈泡 L2短路 B.燈泡 L2斷路

C.燈泡L1斷路 D.兩個(gè)燈泡都斷路

2.【2012宿遷】如圖b，電源電壓不變，兩只電表均完好.開關(guān)S閉合后，發(fā)現(xiàn)只有一只電表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，若電路中只有一個(gè)燈泡出現(xiàn)了故障，則可能是（ ）

A.電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，燈泡L1短路

B.電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，燈泡L1斷路

C.電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，燈泡L2短路

D.電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，燈泡L2斷路

3.【2012泰州】如圖c所示電路，開關(guān)閉合時(shí)觀察到：L1和L2兩燈均不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，其原因可能是（ ）

A.L1斷路 B.L2斷路

C.電流表斷路 D.電流表短路

4.【2012連云港】小剛要測(cè)量一個(gè)電阻Rx的阻值，現(xiàn)只找到如下器材：一個(gè)電壓不變的電源．三個(gè)阻值已知的定值電阻（R1=10Ω、R2=20Ω、R3=40Ω），一個(gè)表盤數(shù)字已經(jīng)模糊（但刻度清晰）的電壓表，兩個(gè)開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干。小剛要用這些器材測(cè)量Rx的阻值。

（1）他先將定值電阻R1接人其設(shè)計(jì)的圖d所示電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)閉合S1、斷開S2時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表無(wú)示數(shù)，經(jīng)檢查電壓表、電源均正常，且只有一處故障，下面列出的故障原因中，你認(rèn)為可能的是___。（填寫序號(hào)）

A．Rx斷路 B．Rx短路 C．R1短路

5.【2012揚(yáng)州】如表格中電路圖所示，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)兩燈均不亮，其中一個(gè)燈損壞，現(xiàn)提供導(dǎo)線、電壓表，請(qǐng)選用上述器材進(jìn)行檢測(cè)。

參考答案：1.B 2.B 3.A 4.B 5.讓電壓表與L1并聯(lián)，若電壓表有示數(shù)，則L1斷路，若電壓表無(wú)示數(shù)，則L2斷路；或讓導(dǎo)線與L1并聯(lián)，若L2亮，則L1斷路，若L2不亮，則L2斷路。