掌握多種方法巧解電路故障探研

周素萍

摘 要：初中物理的電路故障主要是斷路及短路兩大類，但結合電學器件后出題形式多種多樣，也是中考出題的重點內(nèi)容。判斷電路故障時，要根據(jù)電路出現(xiàn)的各種反?，F(xiàn)象分析可能情況，再根據(jù)題目給出的其他條件最終確定故障。

關鍵詞：物理教學；電路；故障；電表；導線；測電筆

中圖分類號：G421；G633.7 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）31-0037-01

有時電路存在的故障并非只有一種情況，只要是符合要求的都要考慮進來。但考慮到學生的解題能力等多方面因素，故障多為一種情況，不過學生在解答時要注意。本文舉例說明三種情況下電路故障的判斷方法，以幫助學生解題。

一、巧用電表，判斷電路故障

電流表和電壓表是初中物理課程中經(jīng)常出現(xiàn)的，這里的電表都是理想電表，即電壓表當作斷路、電流表當作短路處理。學生要根據(jù)電表的原理，分析電表出現(xiàn)某種現(xiàn)象的根本原因。

例1：在如右圖所示的電路中，閉合開關S后，燈L不亮，電壓表有6V的示數(shù)，電路中的電源電壓恒定。（1）原因有兩種：可能是電阻R（ ），也可能是電燈L（ ）；（2）為進一步確定原因，現(xiàn)將一電流表串聯(lián)在電路中，閉合開關S，若電流表有示數(shù)，則（ ）；若電流表無示數(shù)，則（ ）；（3）若將圖中的電壓表V正確并聯(lián)在L兩端，能否查找出電路的故障，并說明理由。

解析：（1）由于燈不亮，說明燈本身可能是壞的，或者電路中存在斷路的情況。閉合開關后發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，說明與電壓表連接的含有電源部分的電路是全部連通的，故燈L不可能斷路，只可能是短路。或者是電阻R斷路，使電壓表串聯(lián)在電路中，導致燈不亮。（2）若電流表有示數(shù)，說明整個電路是導通的，不存在電阻R斷路的情況，只能是燈短路。若沒有實數(shù)，則為電阻斷路。（3）不能查出電路的故障。因為不論是哪種情況，電壓表都無示數(shù)。

評注：本題對電流表以及電壓表都有涉及，采取不同的方案有不同的分析方法，本質(zhì)上是對電路中短路與斷路的情況進行辨別。第三問告訴我們，有時是不能通過電表的實數(shù)來判斷電路故障的，學生需要綜合多方面因素才能實現(xiàn)正確解題。

二、活用導線，檢查電路錯誤

當電路中某處斷路時，可用導線連通電路的局部兩點，若此時電路剩余部分正常，則斷路點就在這兩點之間。若不正常，可繼續(xù)改變電路中的兩點直至滿足前一種情況。然后交替移動兩點位置，以此縮小故障范圍，找出故障位置。

例2：如右圖所示，當開關S閉合后，兩燈均不亮。用一根導線去查找電路存在的故障，先將導線并接在L1兩端，此時L2亮，L1不亮，然后又并接在L2兩端，此時兩燈均不亮，由此可以判斷（ ）。

解析：根據(jù)開關S閉合后兩燈均不亮，先判斷可能存在的幾種情況：電路中某處斷路，或者兩燈均短路。根據(jù)導線并接在L1兩端時出現(xiàn)的情況，可以判斷出兩燈不可能都短路，并且L2不可能斷路。根據(jù)導線并接在L2兩端時出現(xiàn)的情況，可判斷出L1不可能短路。綜上所述，只有L1發(fā)生斷路時才符合要求。

評注：本題依據(jù)實驗現(xiàn)象讓學生判斷電路的故障情況，還可以只給一條導線，讓學生設計解題方案來判斷電路的故障。這一變形更有難度，考察學生對導線的理解程度以及對線路的分析能力，學生應多加注意。

三、利用測電筆，得出故障結果

測電筆是用來辨別電路中火線和零錢的，正確使用測電筆可以判斷家庭照明電路出現(xiàn)的故障，這對于做題以及實際應用有重要意義。測電筆可以在保證人身安全的同時解決電路問題，正確使用測電筆是學生應該掌握的本領。

例3：如右下圖所示，閉合S后，發(fā)現(xiàn)電燈L不亮，且保險絲沒有熔斷。用測電筆測試燈頭的兩根電線C、D，都能使測電筆發(fā)光，再用測電筆測試火線A和零線B時，氖管在測火線A時能發(fā)光，在測零線B時不發(fā)光。那么，可以判定故障是（ ）：A.電燈L短路、B.火線和零線短路、C.電線AC段某處斷路、D.電線BD段某處斷路。

解析：在正常情況下，零線與大地之間電壓為零，火線與大地之間電壓是220V并能使測電筆發(fā)光。這就是測電筆的原理，也是解題的理論支持。對于選項，學生可以逐一分析。如果選A或B，幾種情況都會使電路中電流過大，造成保險絲熔斷，而與題中條件不符。如果選C，則會造成C點與火線不連通，測電筆的氖管不會發(fā)光。而對于D選項，一方面造成燈泡不能發(fā)光，另一方面可以實現(xiàn)D點與火線相連，故能使氖管發(fā)光。綜上所述，選擇D。

評注：本題通過簡單的電路實現(xiàn)電路故障中多種情況的分析，并且通過引入測電筆將家庭電路引入進來，使電路的考察更加貼近生活，體現(xiàn)近年來中考的出題方向。

總之，所有的電路故障分析方法都是基于對電路的理解，使用不同的方法解題本質(zhì)上都是對電路的考察。學生應該熟練掌握用電器或者電表等元件斷路以及短路給電路造成的后果，最終據(jù)此分析得出故障所在位置。

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