初中物理電路故障分析

郭懷生

(甘肅省天水市秦州區皂郊中學 741002)

電路故障是指電路連接完成后，閉合開關通電時，發現整個電路或者部分電路無法正常工作的現象.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，是初中物理電學學習的難點和重點，也是中考常考的一個熱點內容，分析識別電路故障時，要根據電路中出現的各種反常現象，如燈泡不亮，電流表和電壓表示數反常等；本文分析電路發生故障的各種可能原因，歸納判斷方法，提高課堂教學效率和學生分析問題解決問題的能力.

一、短路故障的分析

1.短路根據位置不同可分為

(1)電源短路,是指導線不經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),是指導線不經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K后，燈L1、L2都發光，—段時間后，其中的一盞燈突然變亮，而電壓表Vl的示數變小，電壓表V2的示數變大，則產生這一現象的原是( ).

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，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，電壓表示數變小處短路，因為電壓表Vl的示數變小，說明短路發生在與電壓表Vl并聯的電路上.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，則電壓表兩接線柱間斷路；若電壓表無示數，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)是將電壓表串聯在電路中(或串聯一個阻值過大的電阻)，因為電壓表的內阻過大，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，若電壓表有示數且比較大(常表述為:等于電源電壓).則與電壓表并聯的這部分電路(或用電器)斷路(電源除外)； 若電壓表無示數，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)導線.將導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)若題中電路是并聯電路，如果所有用電器均不工作，說明干路發生了斷路；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，一個電表的示數變大，另一個電表的示數變小，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

1.電路故障分析流程圖

2.判斷電路故障的口訣

(1)串聯電路中：無流斷有壓，有流短無壓.(2)并聯電路中：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”成因是多么復雜，其實質卻很簡單，我們可以認為“短路”的用電器實質就是電阻很小，相當于一根導線，“斷路”的用電器實質就是電流無法通過相當于斷開的電鍵.在分析中用導線代替“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.