淺談中考電路故障問題的備考策略

熊家昌

(云南省賓川縣教師進修學校 671600)

1 樹立辯證思想

物理學科考試注重能力考核，而在考查的能力中思維能力是最基本的.物理老師在平時的學科教學中要注重培養學生的辯證思維.電路故障問題分析時要充分利用辯證思維.在電路故障問題分析中一定要在準確掌握相關物理常識(如電表、電源都為視為理想電表、理想電源)的基礎上辯證分析問題(如電壓表串聯的時候可視為斷路,而用于測量與被測用電器并聯的時候,又必須清楚認識到確實有電流通過它).否則就會在分析時顧此失彼、疑慮重重，不能用定性與半定量的方法分析解決物理問題，進而得出準正確答案.

2 幾條基本常識

“能力”和“知識”是不可分割、相輔相成的.“知識”是“能力”的基礎，對知識的理解和運用過程就是能力的培養和訓練的過程.對物理基礎知識的深度理解是解題能力提升的基礎.物理學習要“知其然” ,更要“知其所以然”，解題才更容易找到切入點.在初中電路故障問題的備考中關于電壓表、電流表相關知識的準確、深刻理解就是解題時能否快速找準切入點的關鍵.因而，在教學中我們要引導學生深刻認識以下幾條基本常識.

(1)用電壓表測電壓時，一定要有電流通過電壓表，才能使其內部元件工作，從而(指針偏轉)顯示待測數值(如與其并聯的待測電路兩端的電壓).

(2)一般情況下，初中物理中涉及的直流電源電壓認為不變；電源本身沒有電阻.

(3)電流表內阻很小(在其所在位置)可視為一段導線，電壓表內阻很大其所在位置可視為斷路.電流表串聯進電路后對電路無影響(電路電阻不增加).

(4)用電壓表測量電源電壓時，由于電壓表電阻(值)較大，流過其的電流較小故可視為無電流通過(即i=0).

(5)當把電壓表“直接”(含串一個小燈泡或串一電流表或滑線變阻器)與電源串聯時，根據串聯電路分壓規律，它幾乎分到電源的全部電壓，示數接近電源電壓(也即此時小燈泡、電流表、滑線變阻器相對于電壓表可視為一段電線).

(6)將電壓表和電流表串聯后直接接在電源兩極上,由于理想電壓表內阻為無窮大,理想電流表內阻為無窮小.串聯后,串聯電阻為無窮大,所以此時可理解為電流表沒有示數(即i=0)，電壓表顯示(即測試)的電壓值u為電源電壓(值).

(7)電壓表指針偏轉明顯，說明與其并聯的電路有電流通過.

(8)用電壓表判斷電路故障，把電壓表并聯到電路中某兩點之間，若電壓表示數不為零，則此時與其串聯的那部分電路(原電路另一部分與其并聯)的干路有電流通過(即線路完好).

(9)用電壓表測量有電流通過的部分電路時，若電壓表示數為零，則該部分電路電阻為零(或被短路)，否則示數不為零(有電壓降)；而用電壓表測量無電流通過的部分電路時，若電壓表示數為零，則該部分電路與電源斷開(說明至少其他串聯部分電路斷開)，若電壓表示數不為零，則該部分電路斷開，其他串聯部分電路正常.

3 求解電路故障問題的基本步驟

拉姆說：你可以從別人那里得來思想，你的思想方法，即熔鑄思想的模子卻必須是你自己的.對電路故障問題的求解我們只要掌握一定的方法，按照步驟多加練習(鞏固)，就能做到有備無患、臨陣不慌.具體步驟為：首先摸清電路(串并聯)結構；其次查看各電表測量的是哪部分電路的物理量；再次根據故障現象結合基本常識大致判斷故障類型(短路還是斷路)；最后再具體根據故障特點及表現結合題肢(即選項)利用排除法得出答案.

4 近三年全國各地中考物理題中的電路故障真題解析

現以5道近三年全國各地中考物理題中的電路故障題為例進行解析，希望對大家掌握這類問題的求解起到拋磚引玉的作用.

例1(2019年·涼山)如圖1所示為小明連接的電路，他先檢查導線連接無誤后，閉合開關S，發現兩燈均不發光，于是他用一個電壓表分別并聯接到ab、bc、ac兩點，燈L1，L2均不發光，且電壓表無示數，再用電壓表并聯接到dc兩點時,燈L1，L2均不發光，但電壓表指針有明顯偏轉,由此判定電路的故障可能是( ).

圖1

A.L1斷路 B.L2斷路

C.L1短路D.L2短路

解析本電路為串聯電路，由“兩燈均不發光”初步分析電路故障為斷路.由“用一個電壓表分別并聯接到ac兩點，燈L1，L2均不發光，且電壓表無示數”可知測量時與ac串聯部分存在斷路故障；而由“用電壓表并聯接到dc兩點時,燈L1，L2均不發光，但電壓表指針有明顯偏轉”進一步可知L2斷路.

例2(2019年·襄陽)在如圖2所示的電路中，電源電壓保持不變.閉合開關S，電路正常工作.過了一會兒，燈L熄滅，兩個電表中只有一個電表的示數變大，則下列判斷中正確的是( ).

圖2

A．可能是燈L斷路，電流表的示數變小

B．可能是電阻R短路，電壓表的示數變大

C．可能是燈L短路，電壓表的示數變大

D．可能是電阻R斷路，電流表的示數變小

解析電路為串聯電路，解題關鍵抓住“兩個電表中只有一個電表的示數變大”.若燈L斷路，則兩表示數均變小(均變為0)，排除A選項；若燈L短路則兩表示數均變大(與題述不符)，排除C選項.若電阻R短路，則電壓表的示數變為0，電流表示數增大，排除B選項；若電阻R斷路，則電壓表的示數變大且接近電源電壓(電壓表內阻較大，燈L新分得的電壓變小)，電流表示數變小(幾乎為零，因為電壓表內阻較大)，符合題意，故選D.

例3(2019年·攀枝花)如圖3所示，閉合開關，甲、乙、丙三燈泡均正常發光，兩電表均有示數.一段時間后，三燈泡突然熄滅，兩電表示數均變為零.若將甲、乙兩燈泡互換，一電表示數仍為零，另一電表有示數.造成此現象的原因可能是( ).

圖3

A．甲燈短路 B．甲燈斷路

C．乙燈斷路 D．丙燈斷路

解析三只燈泡串聯，電壓表測量乙燈兩端電壓，電流表測量電路電流.本題解題突破口為“若將甲、乙兩燈泡互換，一電表示數仍為零，另一電表有示數”.若發生短路則電流不為零電路還有燈泡發光，故排除A選項.初步判斷故障類型為斷路.若為乙燈斷路則(互換燈泡前)電壓表示數不為零，與題意不符，故排除C選項.再結合“若將甲、乙兩燈泡互換，一電表示數仍為零，另一電表有示數”可知故障為甲燈斷路，故選B.本題求解(D選項的排除)也體現了從“變”與“不變”中尋找解題突破口是一項重要解題技巧.從“不變中抓變” “變中抓不變”找解決問題的突破口是重要的物理解題方法之一.考生平時要多加練習、意會并掌握這一技巧.

例4(2020年·襄陽)在圖4所示的電路中，閉合電鍵S，兩個燈泡均不亮，電流表無示數,兩個電壓表的示數相等且等于電源電壓，則電路故障分析可能是( ).

A．L2短路 B．L2斷路

C．L1短路 D．L1斷路

解析電路中L1、L2串聯，由“兩個燈泡均不亮，電流表無示數”可知故障類型為斷路.具體分析，若為L2斷路，則燈泡L1和電壓表V1被電流表短路，電壓表V1不可能有示數，與題意不符，故為L1斷路(即選D).對本題(燈泡L1斷路時)電流表、燈泡L2分別和電壓表V2、電壓表V1串聯后再并聯(電流表和燈泡L2的電阻較兩電壓表的電阻可忽略)，故兩個電壓表的示數相等(均為電源電壓).

例5(2020年·巴中) 如圖5所示，電源電壓不變，閉合開關，兩燈正常發光，電壓表和電流表都有示數.一段時間之后，一個電表示數變小，另一個不變，則故障可能是( ).

圖5

A．L1開路 B．L1短路

C．L2開路 D．L2短路

解析L1和L2并聯，由“一段時間之后，一個電表示數變小，另一個不變”可知必然是電流表示數變小，因為若為電壓表示數變小，則必然是電壓表被短路(此時L1或L2短路)，電流表示數字不可能不變(變為無限大或零).因此故障類型為斷路，若L2斷路則電流表示數無變化(不符題意)；實為L1斷路，此時電流表無電流通過(即變小)，電壓表示數仍為電源電壓(即不變).所以本題選A.

以上是我個人關于中考物理電路故障問題備考工作的三點思考，不求面面俱到，只求能窺見一斑，不求醍醐灌頂,只期學生有所啟發，若此，足矣!