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电路故障分析(例题+解题规律)

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电路故障分析
电路故障分析是初中物理考试热点之一,考生的得分率并不高. 从题型上看, 一类是直接根据观察到的现象来判断, 另一类是借助器材及观察到的现象进行判断. 从故障类型上看, 分为短路和断路. 尽管题型变化多样, 但它们都是有规律可循的.
一、据现象进行分析
例 1 如图1所示, 闭合开关S后, 发现电流表有示数, L1亮, L2不亮, 下列故障中可能的是( ) .

A. L1的灯丝断了 B. L2的灯丝断了
C. L2短路 D. 电流表短路了
解析 电流表有示数或灯泡亮说明电路是通路, 只有电路有短路现象存在,那么不亮的灯泡被短路, 故选C.
规律 只有某个用电器不工作, 其他能工作, 该用电器可能短路.
例 2 如图2所示, 闭合开关S后, 发现电流表的示数为零, 电压表测得的是电源电压, 下列故障中可能的是( ) .

A. L1的灯丝断了 B. L2的灯丝断了
C. L1短路了 D. 电压表短路了
解析 电流表无示数可能是电路断开, 电压表有示数说明电压表与电源通路, 又电压表的示数是电源电压, 所以与电压表所并部分断路, 故选A.
例 3 如图3是用伏安法测电阻Rx的实验,闭合开关S后, 某同学发现电压表的示数等于电源电压, 造成此现象的可能原因有哪些?

解析 本题实际与上题有类似之处, 即Rx断路或滑片P在最左端. 若电流表有示数, 则滑片P在最左端.
规律 若电路既有电压表又有电流表, 电流表示数几乎为零, 电压表有示数约为电源电压, 那么与电压表并联的那部分电路断路.
在例2图中, 如果电压表和电流表的位置互换会出现什么情况? 请看下题.
例 4 如图4所示某同学错把电压表串联在电路中, 其他部分完好, 则下面说法正确的是( ) .

A. 电流表烧坏 B. 电压表烧坏
C. 电流表示数为零 D. 电压表示数为零
例 5 如图5所示电路中, 闭合开关后, 发现电流表指针偏转, 灯L1不亮, 电压表无示数 ,则电路故障可能是( )

A. L1断路 B. L1短路
C. L1断路或短路 D. L2断路
解析 电流表有示数, 说明电路通路, 电压表没有示数说明被并联部分电路短路, 故选B.
规律 电压表示数为零的两种可能: ( 1)电压表以外的电路断路;( 2) 电压表所并的用电器短路.
例 6 如图6所示电路, 电源电压为6V, 电灯L1、L2的电阻均为15Ω, 当开关S闭合后, 两灯均正常发光. 在某个时刻电路出现故障, 电流表和电压表的示数出现异常, 造成该现象的电路故障有多种可能, 如下表中1、2所列故障.请分析写出可能出现的第三种由电灯引起的电路故障( 其中一盏灯完好) , 并填写上与2、3相应的电流表和电压表的大约示数.

解析 电压表可认为是一个很大的电阻,电流表是一根导线, 根据欧姆定律可得答案如下表.

例 7 用完好的器材按如图7所示连接好电路, 测待测电阻Rx的阻值, 刚一试触就发现电流表的指针迅速偏转到最大刻度处, 造成此现象的原因可能是哪些? ( 至少写出2种)

解析 电流过大, 说明电阻过小, 原因有电流表量程选小了, 有滑动变阻器短路或滑片在最左端等.
例 8 如图8所示, 电源电压不变, 闭合开关S, 灯L1和L2都正常发光, 一段时间后其中一盏灯突然熄灭, 而电流表和电压表的示数都未变化, 出现这一现象的原因可能是( ) .

A. 灯L1断路 B. 灯L2断路
C. 灯L1短路 D. 灯L2短路
解析 由于L1与L2并联, 且电流表有示数,测得的是L1中的电流, 故L1没有问题, 只可能是L2断路, 故选B.
例 9 按图9连接好电路闭合开关后 , 发现L3不亮, L1、L2都能发光, 则可能出现的故障是( )( 两个选项)
.
A. L3灯座短路 B. 导线4断路
C. 导线6断路 D. L3的灯丝断路
解析 由于L2与L3并联, L3不亮只可能断路, 故选B、D.
例 10 如图10所示电路中, 电源电压为6V, 当开关S闭合后, 电压表的示数为6V, 造成这种情况的原因可能是( ) .

A. 小灯泡短路 B. 电阻R断路
C. 开关接触不良 D. 以上三种情况都有可能
解析 本题电压表测的是R两端的电压, 三种可能都有, 故选D.
规律 电压表为电源电压: ( 1) 相当于电压表串联在电路中 ( 与电压表并联的部分有断路) ; ( 2) 电压表以外的用电器短路.
例 11 某同学家中的四盏灯突然全部熄灭了, 检查保险丝发现并未烧断, 用测电笔测试室内各处电路时, 氖管都发光. 该同学对此故障出现的原因作了下列四种判断, 其中正确的是( ) .
A. 灯泡全部烧坏了 B. 进户零线断路
C. 室内线路某处短路 D. 进户火线断路
解析 用测电笔测试室内各处电路时, 氖管都发光说明各处电路都与火线相连, 故选B.
二、用器材查找问题
例 12 在如图11所示的电路中, 只有一处故障, 且除两个灯泡外其余部分均完好. 在不拆开电路的情况下, 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L1两端发现L2亮, L1不亮, 然后将导线并接在灯L2两端, 发现两灯均不亮, 由此可判断( ) .

A. 灯L1断路 B. 灯L1短路
C. 灯L2断路 D. 灯L2短路
解析 导线与L1并联, L2亮, 说明电路已通路, L2完好; 导线与L2并接, L1不亮, 说明电路断开, L1坏了, 故选A.
例 13 如图12所示电路中, 开关S闭合后,两灯均不亮, 用电压表测量发现Uab为零, Ubc为电源电压, 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
解析 Uab=0说明电路断开, Ubc=U源说明通路, 故选C.
规律 所有用电器都不工作, 该电路有断路.
通过上述例题解析可以看出, 电路故障判断的一般规律为:
1. 如果电路中只有某个用电器不工作, 其他正常, 则有两种情况: 若串联时该用电器可能短路; 若并联时该用电器可能断路.
2. 所有用电器都不工作, 该电路有断路或电源被短路.
3. 若电路中既有电压表又有电流表, 电流表示数几乎为零, 电压表有示数, 那么与电压表所并的电路有断路.
4. 电压表为电源电压的可能是:
① 电压表串联在电路中, 这时的用电器只起导体作用.
② 与电压表所并部分有断路, 或与电压表所并以外电路都短路.
5. 电压表示数为零, 有两种情况:
① 与电压表所并以外的电路断路.
② 与电压表所并的部分电路有短路.
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