八年级科学上册第15讲电路故障与分析教案浙教版

1电路故障与分析教学主题电路故障与分析授课日期及时段教学过程电路故障相关知识和解题方法。如何通过电流表和电压表判断电路故障？一．串联电路单故障判断方法二．并联电路单故障判断方法故障原因电流表A电压表V灯L2三．串联电路双故障判断方法四．并联电路双故障判断方法两个灯泡一起断路，只有电压表有示数，电流表均无示数。五、电表判断电路故障1、用电压表判断（电路已有故障）如图所示，可先让电压表与L1并联，若无示数，则电源可能损坏，或电源处断路，若和L,并联时无示数，则可能从b经L2、开关、电源再到a的这部分电路中出现断路；若有示数且接近电源电压则应是从a到b的这部分电路出现断路2、用电流表判断（电路已有故障）若开关闭合后，两灯泡不亮，可以用电流表（或导线）来检查电路的故障，将电流表（或导线）逐个与小灯泡并联，若另一个灯发光则和电流表（或导线）并联的部分有断路，若电流表无示数或另一个仍不亮，则可能是通向电源的部分（除和电流表（或导线）并联部分的余下部分）有断路六．注意：1、在串联电路中，有些题目会将电压表放在灯泡两端，可以和学生共同讨论此时电阻和灯泡发生故障时，电路中的现象和两个电表的变化，并以表格的形式列出来。2、在串联电路中，题目还会将电阻换成灯泡，即两个灯泡的电路故障问题，可以告诉学生，电阻和灯泡的区别就是电阻式不会发光的，并和学生讨论，两个灯泡发生故障时电路的现象和电表的变化，并以表格的形式列出来。3、并联电路基本上不考短路故障，因为题目规律性太强，所以没什么出题考点，因此重点需要放在串联电路故障分析上来，但不可忽略。【经典例题】R断路、L短路无示数（变小）有示数（变大）不亮R断路、L断路无示数（变小）无示数（变小）不亮R短路、L断路无示数（变小）无示数（变小）不亮R短路、L短路烧坏无示数不亮3题型一：串联电路故障例1.在图所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S闭合后，只有一个电表的示数发生变化。若电路中只有一处故障，且只发生在电阻R或小灯L上，则（）A．电压表V的示数发生变化，小灯L断路B．电压表V的示数发生变化，小灯L短路C．电流表A的示数发生变化，电阻R断路D．电流表A的示数发生变化，电阻R短路【解析】闭合前，V、A都为零，闭合后只有一个电表的示数发生变化，说明是V、A反向变化，则是V所测L出故障，又V变大A为零则为L断。【答案】A【教学建议】本题也可通过分析4种具体的故障时电表的变化情况来得出答案。例2.如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R或灯L有且只有一个故障。电键S闭合前后，若只有两个电表的示数发生变化，则电路存在的故障是；若只有一个电表的示数发生变化，则电路存在的故障是。【解析】如果是L断，电键S闭合前后V、A1、A2无变化；如果是R短，电键S闭合前后只有A2变化；如果是L短，电键S闭合后电源短路不可取；如果是R断，电键S闭合后V、A1变化；【答案】R断路；R短路【教学建议】注意分析电键闭合前后电路图的区别与各电表的测量目标的异同是顺利解答本题的关键。例3．如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S后，电路正常工作。过了一会儿，两个电表中只有一个电表的示数变大。灯L和电阻R中的一个可能出现了故障。（1）灯L发光，则故障是；（2）若灯L不发光，则故障是。4【解析】两个电表中只有一个电表的示数变大，说明故障出现在电阻R上，灯发光则电阻R短路；灯不发光，说明电阻R断路。【答案】电阻R短路；电阻R断路【教学建议】由本题可以总结出一个规律：对串联故障电路来说，灯L发光则只有一种故障可能，灯L不发光则最多有3种故障可能.然后逐一分析，即可得到答案。例4.在图所示的电路中，电源电压保持不变。由于电阻R、灯L可能出现了故障，电键S闭合前后，电流表指针所在的位置不变且小灯始终不发光。①电路中一定存在的故障是__________。②电路中有A、B、C、D四点，将电压表接入__________两点，断开电键，若电压表示数__________（选填“为零”或“不为零”），则可判断电阻R断路。【解析】电键S闭合前后，电流表指针所在的位置不变且小灯始终不发光，电流表指针所在的位置不变从主故障上看是L断路或者R短路，而从小灯始终不发光则一定存在的故障是L断路。L已断且断开电键，当V表接AB一定为零，R可断可短可完好，故不可取。当V表接BC或BD时，有示数则R可能完好或短路，若无示数则R一定断路。【答案】L断路；BC、BD；为零。【教学建议】本题需要学生对电压表与用电器并联和串联时示数情况有清醒的认识，教师可以先做一些铺垫性的提问与分析，再分析本题。例5.在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，电路正常工作。一段时间后，电压表的示数突然变小。经检查发现电路中发生断路，且故障发生在灯L1、L2处。若将电压表并联在灯L2两端，则电压表的示数（）A．一定为零B．可能为零C．一定为电源电压D．可能为电源电压的一半VL1L2S图1【解析】故障发生在灯L1、L2处，且只有断路，则分三种情况分析L1断路；L2断路；L1和L2同时断路。则电压表并联在L2两端的示数就较好判断了。5【答案】B【教学建议】这类题目都有一个特点就是不会强调电路中只有一个故障，主要体现在“且故障发生在灯L1、L2处”这句话上，中间的的标点符号为顿号，可以提醒学生这类问题往往会出现多故障的可能。题型二：并联电路故障例6.在图所示的电路中，电源电压保持不变。R1或R2中的一个发生断路，闭合电键S，以下方法能检测出具体故障的是（）A．用完好的小灯替换R1B．用电压表并联在R2两端C．用电流表串联在干路中D．用电流表串联在R1支路中【解析】若用完好的小灯替换R1，R1断灯亮，R2断灯亮，故无法判定。若用电压表并联在R2两端，R1断V为电源电压，R2断V为电源电压，故无法判定。若用用电流表串联在干路中，R1断A有示数，R2断A有示数，若R1=R2则两次示数相等，故无法判定。若用电流表串联在R1支路中，R1断A无示数，R2断A有示数，故可以判定。【答案】D【教学建议】注意并联故障电路时，有一条支路的电流为零，但总电流还是有的，而支路两端的电压也都不变，所以可以利用观察哪条支路电流为零来判断故障的支路。例7.如图所示的电路中，电源电压保持不变，当电键S由断开到闭合，电路中只有一个电表示数发生变化，如果故障只发生在灯L或电阻R上，则下列判断正确的是（）A．电流表示数变大，一定是L断路B．电压表示数变大，可能是R断路C．电压表示数变大，一定是R断路D．电压表示数变大，可能是L断路【解析】电键断开时，电路处于开路状态，电路中的两个电表示数都为零，闭合时电阻和灯泡是并联的关系，但只有一个电表有示数且只发生在灯L或电阻R上，所以电压表一定有示数的，即电流表还是为零，所以一定是电阻R断路了。【答案】C6【教学建议】并联单故障只有2种断路的可能，建议学生分别分析2种故障时电表的变化情况，即可得出正确答案。这比从电表变化入手要简单很多。例8.在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，电路正常工作。过了一会儿，两灯中有一灯熄灭，三个电表中只有一个电表的示数变小，则电路故障可能是。电流表A1的示数；电流表A2的示数；电压表V的示数。（均填“变大”，“变小”，“不变”）图7SL1L2VA111A211【解析】首先还判断电路是一个并联电路，根据电路中有一个灯泡是发光的可以确定电路一定不会有短路，所以一定是另外一个灯泡断路，再根据电路中电流表的位置和题目的条件，答案应为A【答案】一定是灯L1断路；变小；不变；不变。【教学建议】对原来电路类型的准确判断，对每个电表测量目标的准确分析是解答单故障题目的基础和关键点。例9.在图所示的电路中，电源电压始终等于6伏，电阻R1、R2可能出现了断路故障。闭合电键S后：①若各电表示数出现__________________________现象，说明电阻R2断路；②若各电表示数出现__________________________现象，说明电阻R1和R2都断路。【解析】此题为并联电路，电阻R2断路，只影响该支路及干路电流的大小，对电压表无影响，故电流表A1和A2示数都不为零，且示数相等；电阻R1和R2都断路，电流表示数为零，电压表无影响。【答案】电流表A1和A2示数都不为零，且示数相等；电流表A2示数为零。【教学建议】本题是由故障来分析描述电表情况，比较新颖，教师可以再改编几道这种类型题目给学生巩固训练。例10.在图所示的电路中，电源电压保持不变。灯L1、L2可能出现了断路故障，闭合电键S后，正确的判断是（）A．若只有一灯发光，两个电表的示数一定大于零B．若只有一灯发光，三个电表的示数一定大于零C．若两灯均不发光，两个电表的示数可能大于零D．若两灯均不发光，三个电表的示数可能均为零7【解析】并联电路中断路为主要，一灯发光则只有一条支路断路，干路电流表有示数，电压表有示数。两灯均不发光则支路均断路，支路干路均无电流，电压表有示数。【答案】A【教学建议】本题也可以用列表法分析3种故障情况下灯的发光情况和电表示数情况，对照选项可顺利得到正确答案。题型三：利用电表(导线)判断故障问题例11.如图所示电路，闭合电键S，两只小灯不亮。小蒋查看了电源、电灯、电键和接线柱连接都没问题，估计是某导线断路了。小蒋将电表的正接线柱与电源的正极a相连，再将电表的负接线柱分别与其它接线柱相连。下列有关检测的推断正确的是（）A.若电流表接在ad两端时，灯亮，则导线cd一定断路B.若电流表接在ae两端时，灯亮，则导线ab一定断路C.若电压表接在af两端时，示数为3V，则导线gh一定断路D.若电压表接在ag两端时，示数为0V，则导线gh一定断路图6abcdfeShg【解析】电流表接在ad两端时，灯亮，可能是a和d之间的任意一根导线断路，A选项错误；电流表接在ae两端时，灯亮，可能是a和e之间的任意一根导线断路，B选项错误；电压表接在af两端时，示数为3V，可能是a和f之间的任意一根导线断路；C选项错误；电压表接在ag两端时，示数为0V，则导线gh一定断路，D选项正确。【答案】D【教学建议】本题是实物图的故障电路分析，在以往出现的题目中很少，学生接触得也很少，所以建议老师对实物图题目注意搜集和改编，给学生一定数量的训练。例12.在图所示的电路中添加一根完好的导线，连接A、B、C、D四点中的两点：8（1）为避免实验中电源短路，导线不能连接两点。（2）在避免电源短路的情况下，若导线连接的是两点，则闭合电键S前后，电路中一个电表的示数始终为零。【解析】接在AC和BC时，电源直接短路，接在AD两端，灯泡短路，电流表示数为零；接在BD两端，灯泡短路，电流表示数为零；接在CD两端电阻短路，电压表示数V2为零。【答案】AC、BC；AD、BD、CD【教学建议】本题的特色是考察了学生对电源短路和局部短路的理解，教师可以先给学生举例分析几个典型的电源短路和局部短路的电路图，让学生对这两个概念有比较清晰的认识，再来分析本题会非常顺利。题型四：动态电路分析例13.某兴趣小组为了研究电子温控装置，将热敏电阻R1、定值电阻R2以及电压表和电流表连入如图所示电路，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。闭合开关后，当温度升高时，电压表和电流表的示数变化情况是（）A．电流表和电压表示数均变小B．电流表和电压表示数均变大C．电流表示数变小,电压表示数变大D．电流表示数变大,电压表示数变小【解析】热敏电阻R1、定值电阻R2为串联，温度升高，则R1减小，总电阻减小，电流表示数变大，根据串联分压，电压表示数变大。【答案】B例14.如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将变阻器滑片P向左移动时（）A．灯泡L亮度不变，电压表示数变大B．灯泡L亮度变亮，电压表示数变大C．灯泡L亮度不变，电压表示数不变D．电流表示数变大，电压表示数变大【解析】此题中的滑动变阻器连入总电路的电阻不会改变，所以总电流不变，灯泡L亮度不变，当滑片向左移时，电压表两端所连电阻增大，分到的电压增大。【答案】A例15.如图所示是一种自动测定邮箱内油量多少的装