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电路故障判断是初中电学的教学重点,也是教学难点,同时也是中考的热点.本文结合笔者多年的教学实践,对初中电路故障的判断进行总结,望能对同学们学习有所帮助。
1串联电路故障剖析
1.1有电流电路——电流表有示数或部分电路元件工作
故障原因电路元件可能是被短路或实际功率太小
诊断方法测压法
用电压表测量电路各元件两端的电压.若元件两端“有电压不工作”,则该电路元件“实际功率太小”;若元件两端“没有电压”,则该元件“被短路”。
典例分析[TP12CW104.TIF,Y#]
例1在图1所示的电路中,电源电压是6 V,当开关闭合后,只有一只灯泡发光,且电压表的示数为6 V,产生这一现象的原因是
A.灯L1短路B.灯L2短路
C.灯L1断路D.灯L2断路
解析有一只灯泡发光,电路有电流.答案中只有短路和断路,那肯定某用电器被短路.由图1可知,电压表测量的是L1两端的电压,且等于电源电压;显然,L2两端电压为0,即L2两端没有电压,故L2被短路,答案B正确。
例2小明同学按照如图2所示的电路“研究串联电路中电流、电压的特点”,当开关闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,[TP12CW105.TIF,Y#]电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是
A.L1断路B.L1短路
C.L2断路D.L2短路
解析题意可知,电路有电流,但只有部分用电器工作,答案中只有短路和断路,那肯定某用电器被短路.由图2可知,电压表测量的是L2两端的电压,且等于0,即L2两端没有电压,[HJ]故L2被短路,答案D正确。
例3实验课上,小明把两只小灯泡连接在如图3(a)所示的电路中,闭合开关S后,发现灯L1不亮,灯L2亮.这是为什么?小明猜想:
猜想一:可能灯L1处发生开路;
猜想二:可能灯L1处发生短路。
[TP12CW106.TIF,BP#]
①根据[CD#3](选填“串联”或“并联”)电路的特点,可知猜想一是不正确的。
②针对猜想二,小明找了一只电压表,先后并联在灯L1和L2两端,如图3(b)所示.假如猜想二正确,则两次电压表的读数有何特点?
③若实验中发现两次电压表测量时均有明显读数,且灯L1两端的电压比灯L2两端的电压小,说明猜想二也不正确.你认为灯L1不亮、灯L2亮的原因可能是
A.灯L1的电阻较灯L2的大得多
B.灯L1的电阻较灯L2的小得多
C.灯L1的电阻较灯L2的差不多
D.灯L1的功率变大
解析(1)若L1处发生开路,根据串联电路特点,两灯都不亮,显然与题意矛盾,可知猜想一不正确。
(2)若猜想二正确,则L1两端没有电压,L2两端有电压。
(3) L1两端有电压,灯不亮;属于“有电压不工作”,肯定是灯的实际功率太小,故B正确。
1.2无电流电路——所有电路元件(用电器)都不工作
故障原因:开路。
诊断方法:搭桥法。
将导线(或电流表或电压表)与其中一个元件并联——“搭桥”,若电路有反应(如灯亮或电表有示数),则被“搭桥”的电路元件出现开路;若电路没有反应(如灯不亮或电表无示数),则被“搭桥”元件以外的电路元件出现开路。
例4如图4所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮;用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮;[TP12CW107.TIF,Y#]接触b、c两点时,两灯也不亮;接触c、d两点时,两灯都亮了.由此可以判断
A.开关S断路[WB]B.灯L2断路
C.灯L2短路[DW]D.灯L1断路
解析闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,电路肯定开路.哪里开路呢?题中现象可知,c、d“搭桥”时,电路有反应——两灯都亮了,则被“搭桥”的用电器开路,即c、d间出现开路.故A正确。
例5如图5所示,当开关S闭合时,灯L1、L2均不亮.小明同学将电流表并接在灯L1两端时,灯L2亮L1不亮,[TP12CW108.TIF,Y#]电流表有示数;将电流表并接在灯L2两端时,两灯均不亮,电流表无示数.则故障是
A.灯L1开路B.灯L1短路
C.灯L2开路D.灯L2短路
解析闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,电路肯定开路.哪里开路呢?题中现象可知, L1 “搭桥”时,电路有反应——灯[JP2]L2亮了,则被“搭桥”的用电器开路,即L1出现开路.故A正确。
[TP12CW109.TIF,Y#]
例6如图6所示,闭合开关后,两盏灯均不亮,电压表示数为零,产生这一现象的原因可能是
A.L1短路B.L1断路
C.L2短路D.L2断路
解析闭合开关后,两盏灯均不亮,电路肯定开路.哪里开路呢?题中现象可知,L2“搭桥”时,电路无反应——电压表示数为零,则被“搭桥”以外的用电器出现开路,即L1出现开路.故B正确。
1.3电流有无未知电路
故障原因分两种情况考虑:
(1)电路有电流——电表有示数或部分电路元件工作。
(2)电路无电流——所有用电器都不工作。
诊断方法:有电流——测压法;无电流——搭桥法。
[TP12CW110.TIF,Y#]
例7如图7所示,闭合开关,电压表接近电源电压,已知电路中只有一处故障,原因可能是
A.L1短路[WB]B.L1断路 C.L2短路[DW]D.L2断路
解析题中电路是否有电流未知,因此分两种情况考虑:(1)若电路有电流,根据“测压法”,电压表测量的是L1两端的电压,且接近电源电压,显然L2两端电压为零,则L2被短路,故C正确;(2)若电路无电流,根据“搭桥法”,由题中现象可知,L1“搭桥”时,电路有反应——电压表有示数,则被“搭桥”的电路元件出现开路,即L1断路,故B正确.所以本题答案为B、C。
2并联电路故障剖析
纯并联电路,绝不可能出现短路,因此,哪条支路电路元件不工作,则那条支路开路。
例8如图8所示电路,闭合开关S后,发现灯L1不亮,L2正常发光.此电路的故障可能是
[TP12CW111.TIF,Y#]A.开关S接触不良
B.电灯L1灯丝断了
C.电灯L1短路
D.电灯L2短路
解析闭合开关S后,发现灯L1不亮,肯定是L1这条支路开路,故B正确。
3家庭电路故障剖析
家庭电路是并联电路,它的故障就一个字——“断”。
3.1支路断
哪个用电器不工作,就是哪条支路出现断路。
3.2干路断
3.2.1火线断
保险丝断或空气开关跳闸。
特点所有用电器都不工作。
原因用户用电器总功率过大或短路。
例9在家庭电路中常常发生:在台灯开关断开的情况下,把台灯的插头插入插座时,室内的灯全部熄灭,保险丝熔断;有时是在台灯插头插入插座后,闭合台灯开关,室内其它电灯熄灭,保险丝熔断,引起这两种故障的最大可能是
A.前者是插座短路,后者是灯泡开路
B.两者都是插头短路
C.前者是插头短路,后者是灯泡短路
D.两者都是插座短路
解析题意可知,保险丝熔断——火线断.台灯功率较小不可能造成总功率过大,那肯定是短路;分析题中现象可知,B正确。
例10暑期,徐延同学家新装了一台3 kW的空调机,试用了一会儿,家中突然停电,检查发现熔丝断了.导致上述故障的原因可能是
A.插头和插座接触不良
B.电路中用电器的总功率过大
C.空调机内部断路
D.控制空调机的开关短路
解析题意可知,熔丝断了——火线断.原因是用户用电器总功率过大或短路,显然A、C只会造成空调不工作,熔丝不可能会断,D中开关短路相当于闭合开关,也不会造成熔丝短路,因此只可能是B答案,故B正确。
3.2.2零线断
特点所有用电器都不工作。
特征用电器带电(需测电笔检测判断用电器是否带电,即题中需用测电笔检测的必定是零线断)
例11某同学家中的四盏灯突然熄灭了,检查发现保险丝并未烧断,用测电笔测试室内各处电路时,无论测试火线和零线,氖管均发光,于是,该同学对故障作了如下四种判断,其中正确的是
A.灯泡全部烧坏了B.室内线路某处短路了
C.进户火线断路了D.进户零线断路了
解析题意可知,用测电笔测试室内各处电路时,无论测试火线和零线,氖管均发光,即用电器带电,肯定零线断,故D正确.
1串联电路故障剖析
1.1有电流电路——电流表有示数或部分电路元件工作
故障原因电路元件可能是被短路或实际功率太小
诊断方法测压法
用电压表测量电路各元件两端的电压.若元件两端“有电压不工作”,则该电路元件“实际功率太小”;若元件两端“没有电压”,则该元件“被短路”。
典例分析[TP12CW104.TIF,Y#]
例1在图1所示的电路中,电源电压是6 V,当开关闭合后,只有一只灯泡发光,且电压表的示数为6 V,产生这一现象的原因是
A.灯L1短路B.灯L2短路
C.灯L1断路D.灯L2断路
解析有一只灯泡发光,电路有电流.答案中只有短路和断路,那肯定某用电器被短路.由图1可知,电压表测量的是L1两端的电压,且等于电源电压;显然,L2两端电压为0,即L2两端没有电压,故L2被短路,答案B正确。
例2小明同学按照如图2所示的电路“研究串联电路中电流、电压的特点”,当开关闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,[TP12CW105.TIF,Y#]电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是
A.L1断路B.L1短路
C.L2断路D.L2短路
解析题意可知,电路有电流,但只有部分用电器工作,答案中只有短路和断路,那肯定某用电器被短路.由图2可知,电压表测量的是L2两端的电压,且等于0,即L2两端没有电压,[HJ]故L2被短路,答案D正确。
例3实验课上,小明把两只小灯泡连接在如图3(a)所示的电路中,闭合开关S后,发现灯L1不亮,灯L2亮.这是为什么?小明猜想:
猜想一:可能灯L1处发生开路;
猜想二:可能灯L1处发生短路。
[TP12CW106.TIF,BP#]
①根据[CD#3](选填“串联”或“并联”)电路的特点,可知猜想一是不正确的。
②针对猜想二,小明找了一只电压表,先后并联在灯L1和L2两端,如图3(b)所示.假如猜想二正确,则两次电压表的读数有何特点?
③若实验中发现两次电压表测量时均有明显读数,且灯L1两端的电压比灯L2两端的电压小,说明猜想二也不正确.你认为灯L1不亮、灯L2亮的原因可能是
A.灯L1的电阻较灯L2的大得多
B.灯L1的电阻较灯L2的小得多
C.灯L1的电阻较灯L2的差不多
D.灯L1的功率变大
解析(1)若L1处发生开路,根据串联电路特点,两灯都不亮,显然与题意矛盾,可知猜想一不正确。
(2)若猜想二正确,则L1两端没有电压,L2两端有电压。
(3) L1两端有电压,灯不亮;属于“有电压不工作”,肯定是灯的实际功率太小,故B正确。
1.2无电流电路——所有电路元件(用电器)都不工作
故障原因:开路。
诊断方法:搭桥法。
将导线(或电流表或电压表)与其中一个元件并联——“搭桥”,若电路有反应(如灯亮或电表有示数),则被“搭桥”的电路元件出现开路;若电路没有反应(如灯不亮或电表无示数),则被“搭桥”元件以外的电路元件出现开路。
例4如图4所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮;用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮;[TP12CW107.TIF,Y#]接触b、c两点时,两灯也不亮;接触c、d两点时,两灯都亮了.由此可以判断
A.开关S断路[WB]B.灯L2断路
C.灯L2短路[DW]D.灯L1断路
解析闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,电路肯定开路.哪里开路呢?题中现象可知,c、d“搭桥”时,电路有反应——两灯都亮了,则被“搭桥”的用电器开路,即c、d间出现开路.故A正确。
例5如图5所示,当开关S闭合时,灯L1、L2均不亮.小明同学将电流表并接在灯L1两端时,灯L2亮L1不亮,[TP12CW108.TIF,Y#]电流表有示数;将电流表并接在灯L2两端时,两灯均不亮,电流表无示数.则故障是
A.灯L1开路B.灯L1短路
C.灯L2开路D.灯L2短路
解析闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,电路肯定开路.哪里开路呢?题中现象可知, L1 “搭桥”时,电路有反应——灯[JP2]L2亮了,则被“搭桥”的用电器开路,即L1出现开路.故A正确。
[TP12CW109.TIF,Y#]
例6如图6所示,闭合开关后,两盏灯均不亮,电压表示数为零,产生这一现象的原因可能是
A.L1短路B.L1断路
C.L2短路D.L2断路
解析闭合开关后,两盏灯均不亮,电路肯定开路.哪里开路呢?题中现象可知,L2“搭桥”时,电路无反应——电压表示数为零,则被“搭桥”以外的用电器出现开路,即L1出现开路.故B正确。
1.3电流有无未知电路
故障原因分两种情况考虑:
(1)电路有电流——电表有示数或部分电路元件工作。
(2)电路无电流——所有用电器都不工作。
诊断方法:有电流——测压法;无电流——搭桥法。
[TP12CW110.TIF,Y#]
例7如图7所示,闭合开关,电压表接近电源电压,已知电路中只有一处故障,原因可能是
A.L1短路[WB]B.L1断路 C.L2短路[DW]D.L2断路
解析题中电路是否有电流未知,因此分两种情况考虑:(1)若电路有电流,根据“测压法”,电压表测量的是L1两端的电压,且接近电源电压,显然L2两端电压为零,则L2被短路,故C正确;(2)若电路无电流,根据“搭桥法”,由题中现象可知,L1“搭桥”时,电路有反应——电压表有示数,则被“搭桥”的电路元件出现开路,即L1断路,故B正确.所以本题答案为B、C。
2并联电路故障剖析
纯并联电路,绝不可能出现短路,因此,哪条支路电路元件不工作,则那条支路开路。
例8如图8所示电路,闭合开关S后,发现灯L1不亮,L2正常发光.此电路的故障可能是
[TP12CW111.TIF,Y#]A.开关S接触不良
B.电灯L1灯丝断了
C.电灯L1短路
D.电灯L2短路
解析闭合开关S后,发现灯L1不亮,肯定是L1这条支路开路,故B正确。
3家庭电路故障剖析
家庭电路是并联电路,它的故障就一个字——“断”。
3.1支路断
哪个用电器不工作,就是哪条支路出现断路。
3.2干路断
3.2.1火线断
保险丝断或空气开关跳闸。
特点所有用电器都不工作。
原因用户用电器总功率过大或短路。
例9在家庭电路中常常发生:在台灯开关断开的情况下,把台灯的插头插入插座时,室内的灯全部熄灭,保险丝熔断;有时是在台灯插头插入插座后,闭合台灯开关,室内其它电灯熄灭,保险丝熔断,引起这两种故障的最大可能是
A.前者是插座短路,后者是灯泡开路
B.两者都是插头短路
C.前者是插头短路,后者是灯泡短路
D.两者都是插座短路
解析题意可知,保险丝熔断——火线断.台灯功率较小不可能造成总功率过大,那肯定是短路;分析题中现象可知,B正确。
例10暑期,徐延同学家新装了一台3 kW的空调机,试用了一会儿,家中突然停电,检查发现熔丝断了.导致上述故障的原因可能是
A.插头和插座接触不良
B.电路中用电器的总功率过大
C.空调机内部断路
D.控制空调机的开关短路
解析题意可知,熔丝断了——火线断.原因是用户用电器总功率过大或短路,显然A、C只会造成空调不工作,熔丝不可能会断,D中开关短路相当于闭合开关,也不会造成熔丝短路,因此只可能是B答案,故B正确。
3.2.2零线断
特点所有用电器都不工作。
特征用电器带电(需测电笔检测判断用电器是否带电,即题中需用测电笔检测的必定是零线断)
例11某同学家中的四盏灯突然熄灭了,检查发现保险丝并未烧断,用测电笔测试室内各处电路时,无论测试火线和零线,氖管均发光,于是,该同学对故障作了如下四种判断,其中正确的是
A.灯泡全部烧坏了B.室内线路某处短路了
C.进户火线断路了D.进户零线断路了
解析题意可知,用测电笔测试室内各处电路时,无论测试火线和零线,氖管均发光,即用电器带电,肯定零线断,故D正确.