初中物理电路故障分析方法

TheshortestwaytodomanythingsistoonlyonethingatatimeandAllthingsintheirbeingaregoodforsomethingandSufferingisthemostpowerfulteacheroflife第1页共7页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。○1　　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○2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TheshortestwaytodomanythingsistoonlyonethingatatimeandAllthingsintheirbeingaregoodforsomethingandSufferingisthemostpowerfulteacheroflife第2页共7页点拨：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：TheshortestwaytodomanythingsistoonlyonethingatatimeandAllthingsintheirbeingaregoodforsomethingandSufferingisthemostpowerfulteacheroflife第3页共7页　　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。TheshortestwaytodomanythingsistoonlyonethingatatimeandAllthingsintheirbeingaregoodforsomethingandSufferingisthemostpowerfulteacheroflife第4页共7页（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：______________________________________○1______________________________________○2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TheshortestwaytodomanythingsistoonlyonethingatatimeandAllthingsintheirbeingaregoodforsomethingandSufferingisthemostpowerfulteacheroflife第5页共7页分析：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。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___________________.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