實驗法判斷電路故障

于玉華

中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1672-1578（2014）12-0291-02初中物理電學(xué)部分，對電路故障的判斷是一個重點(diǎn)也是一個難點(diǎn)，雖然初中物理已經(jīng)降低認(rèn)知難度，只研究兩個用電器的連接，雖然學(xué)生們都知道電路中電流的形成類似于水流，電流從電源的正極流出，經(jīng)用電器，最后流回到電源負(fù)極。老師們也不止一次的提醒學(xué)生：電壓表相當(dāng)于一個非常大的用電器，大到相當(dāng)于斷路，如果把電壓表與用電器串聯(lián)在同一個電路中，因為電流非常微弱，用電器無法工作，但是電壓表的內(nèi)阻非常大，所以電壓表的示數(shù)非常大，幾乎等于電源電壓。老師們都形象的讓學(xué)生認(rèn)知電流表以及電壓表的特點(diǎn)，但是仍有很多學(xué)生"難識廬山真面目，只緣還在迷糊中"。

鑒于初中生好動愛玩的性格特點(diǎn)，不妨用實驗的方法降服電路故障這只攔路虎。

預(yù)備：讓學(xué)生按照(如圖1)連接好電路，閉合開關(guān)，觀察電流表、電壓表的示數(shù)。

圖1圖2

第一步：擰下L1，學(xué)生觀察到L1、L2都不亮，的示數(shù)都變?yōu)榱恪?/p>

第二步：L1復(fù)位，擰下L2，學(xué)生觀察到L1、L2都不亮，示數(shù)變?yōu)榱?，示?shù)變大，幾乎等于電源電壓。

學(xué)生很輕松的總結(jié)出：兩燈串聯(lián)時，如果兩燈都不亮， 的示數(shù)變?yōu)榱?，則一定是斷路，再根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷是哪盞燈斷路，如果 示數(shù)為零，是L1斷路；如果 有示數(shù)，則是L2斷路。（與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路時，電壓表示數(shù)很大，幾乎等于電源電壓；反之，電壓表示數(shù)為零。）

第三步：用導(dǎo)線并聯(lián)在L1兩端，學(xué)生觀察到L1不亮，L2亮， 示數(shù)都變大。

第四步：用導(dǎo)線并聯(lián)在L2兩端，學(xué)生觀察到L2不亮，L1亮， 示數(shù)變大，示數(shù)變?yōu)榱恪?/p>

學(xué)生總結(jié)出：兩燈串聯(lián)時，如果一燈亮一燈不亮， 有示數(shù)，則一定是短路，再根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷是哪盞燈短路， 有示數(shù)，是L1短路， 無示數(shù)，則是L2短路。（與電壓表并聯(lián)的燈泡短路時，電壓表示數(shù)為零；反之，電壓表有示數(shù)。）

四步實驗做完，學(xué)生知道首先根據(jù)燈的亮滅情況先判斷出斷路還是短路，再根據(jù)電壓表的示數(shù)作出具體判斷。

學(xué)生有了直觀的感知，結(jié)合電流表電壓表的特點(diǎn)，電路故障這個難關(guān)就順利通過了。我們不妨來看這樣幾道電路故障題吧。

例1、在(如圖2)所示電路中，開關(guān)閉合時電路中的電流表沒有示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，那么電路發(fā)生故障的原因可能是（）

A．燈泡L1燈絲斷了B．燈泡L2燈絲斷了

C．燈泡L1短路D．燈泡L2短路

分析：由電路可知，兩只燈泡串聯(lián)，電流表測量電路電流，電壓表測量燈泡L2兩端電壓，閉合開關(guān)電流表沒有示數(shù)，說明電路是斷路；因為電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源的正負(fù)極之間連接完好，因此L1完好，沒有發(fā)生斷路。

解：A、如果燈泡L1燈絲斷了，整個電路是斷路，電流表電壓表都沒有示數(shù)．此選項不符合題意；

B、如果燈泡L2燈絲斷了，電流表、燈泡L1、L2是斷路，電流表無示數(shù)；電壓表與燈泡L1、電源是通路有示數(shù)．此選項符合題意；

C、如果燈泡L1短路，電流表是通路有示數(shù)，電壓表是通路有示數(shù)．此選項不符合題意；

D、如果燈泡L2短路，電流表是通路有示數(shù)，電壓表短路無示數(shù)．此選項不符合題意．

故選B．

例2、在(如圖3)所示電路中，電源電壓6V，電壓表示數(shù)是6V，當(dāng)電路出現(xiàn)故障，只有一盞燈不發(fā)光，則電路故障是（）

A.燈L2斷路 B.燈L2短路C.燈L1斷路D.燈L1短路

分析：開關(guān)閉合時，發(fā)現(xiàn)只有一只燈泡發(fā)光，說明電路有短路現(xiàn)象，而沒有發(fā)生斷路。電壓表有示數(shù)為6V，說明與電壓表并聯(lián)的L2沒有短路，電壓表有示數(shù)，而且等于電源電壓，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源正負(fù)極之間連接是連通的。

解：A、C、兩燈串聯(lián)，若L1、L2其中任一個斷路，另一個都不會發(fā)光，故A、C都錯，不符合題意．

B、燈L2短路，L2不發(fā)光、L1發(fā)光，電壓表無示數(shù)，故B錯，不符合題意．

D、燈Ll短路，L1不亮、L2亮，電壓表有示數(shù)，測量L2兩端電壓，并且等于電源電壓為6V，故D正確，符合題意．

故選D

例3：(如圖4)所示，當(dāng)開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為零，若電路中只有一處故障，則不可能出現(xiàn)故障是（）

圖3圖4圖5

A.L2的燈絲斷開B.L1的燈絲斷開

C.電壓表接線斷開D.開關(guān)接能不良

分析：電路圖可知：兩只燈泡串聯(lián)，電壓表測量L1兩端電壓。電壓表示數(shù)為零，說明電壓表可能被短路或由于斷路使電壓表不能與電源兩極相連。

A、L2的燈絲斷開時，電壓表不能與電源的正極相連，故示數(shù)為零；不符合題意；

B、L1的燈絲斷開時，電壓表能與電源兩極相連，則電壓表有示數(shù)；符合題意；

C、電壓表接線斷開時，電壓表不能與電源兩極相連，則電壓表示數(shù)為零，不符合題意；

D、開關(guān)連接不良時，電壓表不能與電源的正極相連，故示數(shù)為零；不符合題意．

故選B．

例4：在(如圖5)所示的電路中，閉合開關(guān)S，燈L不亮，電壓表有示數(shù)，若電路故障在燈L或電阻R上某一處，對于故障的分析，下列判斷正確的是（）

A.一定是電阻R斷路

B.用導(dǎo)線連接電阻R兩端，根據(jù)燈的亮暗可以檢測出故障原因

在電路中再串聯(lián)一個電流表，根據(jù)電流表有無示數(shù)可以檢測出故障原因

D.在L兩端再并聯(lián)一個電壓表，根據(jù)電壓表有無示數(shù)可以檢測出故障原因

分析：由電路圖知，燈泡和電阻串聯(lián)，電壓表測量R兩端電壓；電路故障包括短路和斷路；根據(jù)電壓表的示數(shù)和燈泡的亮暗情況，逐步分析即可判出故障。

解：A、閉合開關(guān)S電壓表有示數(shù)，說明與電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此故障可能是燈L短路，或電阻R斷路；故A錯誤；

B、如果L短路，則用導(dǎo)線連接電阻R兩端將發(fā)生電源短路，不僅燈泡不會發(fā)光，還將燒壞電源，故B錯誤；

C、在電路中串聯(lián)一個電流表，電流表有示數(shù)，說明故障為L短路；如果電流表無示數(shù)，說明故障為R斷路；故C正確；

D、在L兩端并聯(lián)一個電壓表，無論L短路，還是R斷路，電壓表都沒有示數(shù)，故D錯誤。

故選C。

一個簡單的小實驗，幫我們解決了大問題，結(jié)合電流表、電壓表的特點(diǎn)，分析電路故障題是不是很輕松了？結(jié)合你手邊的資料，來試試吧。