初中物理电路故障分析方法.doc

电路故障的种类及判断方法
一、电路故障及其种类：
1、电路故障：电路连接完成后，闭合开关通电时，发现整个电路或者部分电路无法正常工作的现象叫电路故障；
2、电路故障类型，主要有两种，短路和断路。
断路原因：元件损坏、接触不良
短路：分为电源短路和局部短路两种。
　　电源短路:指电流不经过用电器而直接从电源的正极回到负极。
　　电源短路，有如下图两种情况，一种是开关闭合，导线直接接到电源两极上；另一种是开关闭合，电流表直接接到了电源两极上。导致电路中电流过大，从而烧坏电源或者电流表。这两种情况都是绝对不允许的。

局部短路:指的是串联的多个元件（含用电器、电表、开关）中的一个或多个（当然不是全部）在电路中不起作用（无电流通过该元件），这种情况通常是由于接线的原因或者电路发生故障引起的，一般不会造成较大的危害。根据短路元件的不同又分为：用电器短路、电表短路、开关短路几种。
注意：在并联电路中，一旦用电器短路，同时就会造成电源短路。

3、家庭电路的电路故障：
　家庭电路的故障是常考的题型之一，家庭电路常见故障有四种：断路、短路、过载和漏电。
 　　断路 电灯不亮，用电器不工作，表明电路中出现断路。断路时电路中无电流通过，该故障可用测电笔查出。
 　　短路 短路就是指电流没有经过用电器而直接构成通路。发生短路时，电路中的电阻很小，电流很大，保险丝自动熔断。若保险丝不合适，导线会因发热，温度迅速升高，而引发火灾。
 　　过载 电路中用电器总功率过大，导致通过导线的总电流大于导线规定的安全电流值。出现这种情况轻者导致用电器实际功率下降；重者导线会因过热而引发火灾。
 　　漏电 如果导线外层或用电器的绝缘性能下降，则有电流不经用电器而直接“漏”入地下，漏电会造成用电器实际功率下降，也能造成人体触电。使用漏电保护器能预防漏电的发生。

　　例1 小明晚上做功课，把台灯插头插在书桌边的插座上，闭合台灯开关，发现台灯不亮。为了找出故障原因，小明把台灯插头插入其他插座，发现台灯能正常发光，用测电笔插入书桌边的插座孔进行检查，发现其中一个孔能使测电笔的氖管发光，故障原因可能是（   ）
A．进户线火线上的熔丝烧断 　　B．进户线零线断了
C．书桌边的插座与零线断开 　　D．书桌边的插座与火线断开
 点拨：家庭电路中的两根电线，一根是火线，另一根是零线，它们间的电压是220V。正常情况下，零线与大地之间无电压，火线与大地之间电压是220V。测电笔的氖管只要发光，就表明它接触的是火线。这样可排除选项中的A、D，再根据把台灯插头插入其他插座，台灯能正常发光，可排除B。故选C。
例2 暑期，徐延同学家新装了一台3kW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
　点拨：熔丝断了，只可能有两个原因：短路和过载。选项A、C都是电路中出现断路，不会造成熔丝熔断。选项D开关短路，不是电路短路，只会造成开关常闭。选项B中用电器的总功率过大，导致通过熔丝的总电流大于熔丝的熔断电流，使熔丝熔断。　　答案：B

　　例3 小亮在开着空调的书房里复习功课，妈妈在厨房忙着做晚饭，当她把电饭煲的插头插入插座时，家里的空气开关就“跳闸”了，原因可能是电饭煲插头内部发生了（ ），导致电路中（ ）过大，引起“跳闸”。

　　点拨：空气开关在电路中发生短路、过载、欠压（电压过低）等异常情况时能自动切断电路。从本题情况看，空气开关“跳闸”只可能是短路引起的。答案：短路；电流

　　例4 暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生，火警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场。调查发现，起火原因如出一辙：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮。根据学过的物理知识回答：
　　（1）“超负荷”是指电路中的（ ）过大（选填“电流”或“电阻”）。
　　（2）使火灾发生的理论依据是（ ） 。
（3）请你提出一条预防这种火灾发生应采取什么措施（ ） 。
点拨：电线超负荷是生活用语，它实际就是指物理中的过载，是由电路中电流过大引起的。物理中为研究问题的方便，一般忽略导线的电阻，这是一种理想化的方法。但家庭电路中导线的电阻是不能忽略的，当电路中电流过大时，根据发热功率的公式：P =I2R（R为输电线的电阻），单位时间内产生的热量就多，从而引发火灾。要预防这种火灾，就可以从用电器和输电线两个方面考虑。 答案：(1)电流。(2)电流越大，根据发热功率的公式：P =I2R（R为输电线的电阻），单位时间内产生的热量就多。（3）大功率的用电器交叉使用；换用横截面积较大（或较粗）的输电线；做好电路的散热工作。

二、电路故障模拟实验
 　　如图所示，灯泡L1和灯泡L2串联在电路中，为了帮助同学们理解故障原因，分别做以下四个模拟实验：

 　　实验一：模拟灯L1短路的情形，取一根导线并接到L1的两端，闭合开关，观察到灯L2发光，且亮度变亮，电流表示数变大，电压表无示数（被短路）；
 　　实验二：模拟灯L1断路的情形，将灯L1从灯座上取下来，闭合开关，观察到灯L2熄灭，电流表无示数，电压表示数变大，为电源电压；
 　　实验三：模拟灯L2短路的情形，取一根导线并接到L2的两端，闭合开关，观察到灯L1亮度变亮，电流表示数变大，电压表示数变大；
 　　实验四：模拟灯L2断路的情形，将灯L2从灯座上取下来，闭合开关，观察到灯L1熄灭，电流表无示数，电压表也无示数。
 　　三、电路故障的判断方法:
使用电压表、电流表、小灯泡、导线等都可以判断故障所在，检测其它电路故障方法：
（一）．将完好的用电器与被测电路并联。（针对串联电路中的断路故障）
1．用电器正常工作。说明：被测电路上发生断路。
2．用电器不能工作。说明：未测电路上发生断路。

（二）．用导线与被测电路并联。（针对串联电路）

1．未测电路正常工作。说明：被测电路上发生断路。
2．未测电路不能工作。说明：未测电路上发生断路。

解析：如右图1开关s闭合时，
①两灯都不发光，当把导线接AB两点时，若L2灯发光，说明可能是L1灯断路，也可能是开关、电源处断路；
若L2不发光，说明可能是L2灯断路，也可能是开关电源处断路。同理导线接BC两点时和这类似，只不过是把L2换成L1。
②两灯有一个发光，说明电路中出现了短路。

（三）．利用电流表
1．对于电路中原有的电流表示数变化情况分析。
（1）示数增大。
说明：电路（或支路）中部分用电器被短路。（所有用电器都被短路，则电流表烧毁）
（2）示数减小。
说明：①电路（或支路）中发生断路。②电流表坏了。
（3）示数不变。
说明：除电流表所在支路以外的其它支路上发生断路。（针对并联电路）

2．将电流表与被测电路并联分析。（针对串联电路）
（1）有示数。说明：被测电路上发生断路。
（2）无示数。说明：未测电路上发生断路。

（四）．利用电压表。
1．对于电路中原有的电压表示数变化情况分析。
（1）示数增大。说明：未与电压表并联的用电器被短路。
（2）示数减小。说明：①与电压表并联的被测电路上发生短路。
②电压表与电源正负极间发生断路。
③电压表坏了。
（3）示数不变。说明：除电压表所在支路以外的其它支路上发生断路。
2．将电压表与被测电路并联分析。
（1）有示数。说明：电压表与电源正负极间是通路的。
（2）无示数。说明：①与电压表并联的被测电路上发生短路； ②电压表与电源正负极间发生断路
解析：如右图所示的电路中，闭合开关后，①若两灯都不发光，电压表示数很大，电流表示数为零，说明是L1断路。②若有一个灯发光，电压表示数为零，电流表有示数，说明是L1短路。

以下举例说明：
方法一、电压表检测法
  例1　在电学实验中，遇到断路时，常用电压表来检测。某同学连接了如图1所示的电路，闭合开关S后，发现灯不亮，为检查电路故障，他用电压表进行测量，结果是，则此电路的故障可能是（    ）
 　A．开关S接触不良 　　B．小灯泡灯丝断了
 C．d、e间出现断路　　D．e、f间出现断路
 分析：观察电路，灯泡和定值电阻串联，闭合开关S后，发现灯不亮，说明发生断路故障。用电压表测量时，表与被测元件并联，相当于在被测元件旁又使电流有了一条路径。若被测元件通路，由于电压表电阻很大，等效于断路，对电路无影响，其示数为零；若被测元件断路，电流不能从元件通过，只能从电压表通过，因电压表的电阻很大，这个电流很小，灯泡不亮，但电压表有示数，且近似等于电源电压。本题中电压表测得，说明电源可提供3V电压；，说明a、d两点与电源两极相连的电路某处断开，，说明故障在d、e两点之间且为断路。选择C。
电压表有示数说明：
______________________________________
______________________________________
方法二、导线检测法
  例2 （06大连）如图所示，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；接触b、c两点时，两灯都不亮；接触c、d两点时，两灯都亮。则（    ）

A．灯断路　　B．灯断路   
C．灯短路　　D．开关S断路
 分析：闭合开关S时，灯泡L1、L2都不亮，说明“无流”，电路发生断路故障。用一根导线的两端接触a、b两点时两灯都不亮，说明断路故障发生在灯L2和开关上；接触b、c两点时，两灯都不亮；说明断路故障发生在灯L1和开关上；接触c、d两点时，两灯都亮，排除灯泡故障，说明开关S断路，故选D。
 注意：电流表、小灯泡的检测法与导线相似，电流表检测时要防止造成电源短路。

四、根据现象判断电路故障的口诀：
1．串联电路中：无流断有压，有流短无压。
2．并联电路中：独断单支停，一短全局输。
3. 家庭电路中：断在明灭间，短在后通点。

图13
题组一：（在串联电路中）
1、在如图13所示的电路中，电源电压等于6V，合上开关后
电压表示数为6V。经分析得出，电路中可能发生
的情况是：______________________________。
若电压表示数为0V，电路中可能发生的情况是___________________.

图19
2、在图19所示的电路中，当开关K闭合时，灯L1、L2均不亮。某同学用一根导线去查找电路的故障。他将导线先并接在灯L1两端时发现灯L2亮，灯L1不亮，然后并接在灯L2两端时发现两灯均不亮。由此可以判断 ( )
(A)灯L1断路 (B)灯L1短路 (C)灯L2断路 (D)灯L2短路。

3、如右图所示电路，有一位同学连好电路后，闭合开关发现灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，电路故障是：
A、a、b间断路 B、c、d间断路
C、e、f间断路 D、e、f短路

图16
4、在图16所示的电路中，电源电压不变。闭合开关K后，灯L1、L2都发光，—段时间后，其中的一盏灯突然变亮，而电压表Vl的示数变小，电压表V2的示数变大，则产生这一现象的原因是 ( )
(A)灯L1断路。 (B)灯Ll短路。
(C)灯L2断路。 (D)灯L2短路。

5、在如图18所示的电路图中，当开关K闭合时 （ ）
图18
A．整个电路发生短路。B.电流表示数变小。
C.电流表示数不变化。 D.电流表示数变大。

图4
L1
L2
6、如图4是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表和电压表均有读数．则故障原因可能是
A．L1断路 B．L1短路
C．L2断路 D．L2短路
总结一：
___________________________________________
___________________________________________
题组二：（在并联电路中）
1、如图2所示的电路中，电源电压为6V，当开关S闭合后，只有一只灯泡发光，且电压表V的示数为6V，产生这一现象的原因可能是（    ）
　　A．灯处短路　　B．灯处短路　　C．灯处断路　　D．灯处断路
2、如图3所示，当开关S闭合时，发现电流表指针偏转，电压表指针不动。该电路的故障可能是（    ）
A．灯的接线短路　B．灯的接线短路　
C．灯的灯丝断了　　D．灯的灯丝断了
3．在图4所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S后，灯、都发光。一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数不变，产生这一现象的原因可能是（    ）
A．灯短路　　B．灯短路　　C．灯断路 　　D．灯断路
总结二：
____________________________________________________________
____________________________________________________________

题组三：家庭电路故障练习：
　　1．如图1所示，当开关S闭合后，发现电灯L不亮，用测电笔测试c、d两点时，氖管都发光，测试a、b两点时，只有a点氖管发光，则故障可能是（　　）
A．火线与零线短路　　B．a、d之间某处断路　　C．b、c之间某处断路　　D．电灯的灯丝断了

　　2．小明把台灯插头插入插座，当他闭合台灯开关时，室内其他电灯全部熄灭。检查发现保险丝熔断。造成这一故障的原因可能是（  ）
　　A．灯座短路 B．插座短路　　C．插头短路　　D．开关短路
 　3．中考前，爸爸为了小亮在家有一个舒适的学习和生活环境，新买了一台空调，安装好后，刚开启使用，家里所有用电器都停止了工作，经检查发现保险丝已熔断。
（1）试分析保险丝熔断的原因。
（2）要使接入空调后，家中所有用电器都能正常工作，该家庭电路应如何改进？ 3、通过活动，使学生养成博览群书的好习惯。
B比率分析法和比较分析法不能测算出各因素的影响程度。√
C采用约当产量比例法，分配原材料费用与分配加工费用所用的完工率都是一致的。Ｘ
C采用直接分配法分配辅助生产费用时，应考虑各辅助生产车间之间相互提供产品或劳务的情况。错
C产品的实际生产成本包括废品损失和停工损失。√
C成本报表是对外报告的会计报表。×
C成本分析的首要程序是发现问题、分析原因。×
C成本会计的对象是指成本核算。×
C成本计算的辅助方法一般应与基本方法结合使用而不单独使用。√
C成本计算方法中的最基本的方法是分步法。X
D当车间生产多种产品时，“废品损失”、“停工损失”的借方余额，月末均直接记入该产品的产品成本
中。×
D定额法是为了简化成本计算而采用的一种成本计算方法。×
F“废品损失”账户月末没有余额。√
F废品损失是指在生产过程中发现和入库后发现的不可修复废品的生产成本和可修复废品的修复费用。Ｘ
F分步法的一个重要特点是各步骤之间要进行成本结转。(√)
G各月末在产品数量变化不大的产品，可不计算月末在产品成本。错
G工资费用就是成本项目。(×)
G归集在基本生产车间的制造费用最后均应分配计入产品成本中。对
J计算计时工资费用，应以考勤记录中的工作时间记录为依据。(√)
J简化的分批法就是不计算在产品成本的分批法。(×)
J简化分批法是不分批计算在产品成本的方法。对
J加班加点工资既可能是直接计人费用，又可能是间接计人费用。√
J接生产工艺过程的特点，工业企业的生产可分为大量生产、成批生产和单件生产三种，X
K可修复废品是指技术上可以修复使用的废品。错
K可修复废品是指经过修理可以使用，而不管修复费用在经济上是否合算的废品。Ｘ
P品种法只适用于大量大批的单步骤生产的企业。×
Q企业的制造费用一定要通过“制造费用”科目核算。Ｘ
Q企业职工的医药费、医务部门、职工浴室等部门职工的工资，均应通过“应付工资”科目核算。Ｘ
S生产车间耗用的材料，全部计入“直接材料”成本项目。Ｘ
S适应生产特点和管理要求，采用适当的成本计算方法，是成本核算的基础工作。(×)
W完工产品费用等于月初在产品费用加本月生产费用减月末在产品费用。对
Y“预提费用”可能出现借方余额，其性质属于资产，实际上是待摊费用。对
Y引起资产和负债同时减少的支出是费用性支出。X
Y以应付票据去偿付购买材料的费用，是成本性支出。X
Y原材料分工序一次投入与原材料在每道工序陆续投入，其完工率的计算方法是完全一致的。Ｘ
Y运用连环替代法进行分析，即使随意改变各构成因素的替换顺序，各因素的影响结果加总后仍等于指标的总差异，因此更换各因索替换顺序，不会影响分析的结果。(×)
Z在产品品种规格繁多的情况下，应该采用分类法计算产品成本。对
Z直接生产费用就是直接计人费用。X
Z逐步结转分步法也称为计列半成品分步法。√

A按年度计划分配率分配制造费用，“制造费用”账户月末(可能有月末余额/可能有借方余额/可能有贷方余额/可能无月末余额)。
A按年度计划分配率分配制造费用的方法适用于(季节性生产企业)

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