判斷電路故障的複習要點
一、引入
1、如圖所示的電路,是由一個電阻和一個電燈泡組成的串聯電路,其中電阻完好,電路的連線情況也正確,但電燈泡不亮,若分別只提供電流表或電壓表,你將怎麼判斷電路中的故障?
分析及解:根據題意,電阻完好,且電路連線正確,電燈泡不亮的原因只能發生在電燈泡自身。若在故障檢查中,只提供了電流表,則將電流表串聯接入電路中,若電流表有示數,說明電路是連通的,故障是電燈泡被短路若電流表示數為零,則說明電路中無電流透過,因此電路中出現了開路,可見,電燈泡處可能發生了開路。
如果只給出電壓表,可透過下面兩法分析:
方法1、將電壓表並聯在電阻兩端,因電阻完好,若電壓表有示數,說明電壓表和電源是連通的,因此可能是電壓表兩節點(ABB)之外短路,即電燈泡可能被短路;若電壓表無示數,說明電燈泡處出現了開路現象。
方法2、將電壓表並聯在電燈泡兩端,若電壓表有示數,說明電壓表和電源連通,且兩點(BLC)內沒有被短路現象,這時電路中的故障只能是電燈開路;若電壓表無示數,則說明電壓表兩節點(BLC)之內有短路現象,由此可說明,這時電路中的故障是電燈泡被短路。
二、教學過程
怎樣迅速準確地判斷出電路中存在的故障?分析的依據是什麼?這一直是困擾學生的一個思維障礙。電路故障一般都含有兩方面內容:一是故障的性質,即是短路還是開路;二是故障的位置,即故障發生在哪個元件上。所以一個電路中故障,要從這兩個方面分析。只有確定了電路故障的性質和故障發生的位置,才能完整地確定出電路的故障。
1:根據串、並聯電路的特點判斷
電路故障的判斷問題可以考查學生對電路的組成(結構)、特點等知識的理解程度。因此,把握電路的.結構、特點是解決這類問題的前提
例1、小明在做實驗時把甲、乙兩燈泡串聯後透過開關接在電源上,閉合開關後,甲燈發光,乙燈不發光。乙燈不發光的原因是()
A.它的電阻太小;B.它的電阻太大;C.流過乙燈的電流比甲燈小;D.乙燈燈絲斷了。
分析與解答:因為甲、乙兩燈組成的是串聯電路,當開關閉合後,甲燈發光,這證明電路是通路,所以要想知道乙燈不亮的原因,必須得清楚串聯電路的電流、電壓及電阻的各自特點。因串聯電路的電流處處相等,因此有串聯電阻兩端的電壓與電阻是成正比關係的,當乙燈電阻太小時,其兩端的電壓也太小,遠小於其額定電壓,所以乙燈不會發光。
答案:A
2:用電壓表判斷電路故障的方法
1.電壓表有示數的原因
電壓表兩接線柱間含電源部分的電路為通路,同時與電壓表並聯的部分電路沒有短路現象發生時,電壓表有示數.
2.電壓表無示數的原因
(1)電壓表兩接線柱間含電源部分的電路為斷(開)路.
(2)電壓表兩接線柱間含電源部分雖然為通路,但與電壓表並聯的部分電路出現了短路現象.
根據上述原因,我們用電壓表很容易判斷出電路中的故障.
例2、如圖所示的電路中,電源電壓為4伏,當開關S閉合時,下列說法中正確的是:
A.燈L1短路,電壓表示數為0
B.燈L1斷路,電壓表示數為0
C.燈L2短路,電壓表示數為4伏D.燈L2斷路,電壓表示數為0
分析及解:首先畫出等效電路如圖,顯然電壓表所測電壓為燈L1兩端電壓U1。若燈L1短路,則有U2=U=4伏,U1=0,故A正確。若燈L1斷路,則燈L2和電壓表串聯,因為所以U2=IR20根據U=U2+UV,這樣,電壓表所測電壓為電源電壓,示數應為4伏,故B被排除。若燈L2短路,同理,U1=U=4伏,,故C正確。若燈L2斷路,電路中沒有電流透過,電壓表示數為0,故D正確,故應選A、C、D。
例3、兩個燈泡串聯的電路圖如圖1所示,開關S閉合後,兩個燈泡都不發光,用電壓表測燈泡L1兩端的電壓時,其示數為4.5V,再用電壓表測L2兩端的電壓時,其示數為零,則燈泡L1、L2的故障是
A.L1短路,L2開路B.L1開路
C.L1、L2都短路D.L1、L2都開路
分析用電壓表測量L1兩端的電壓時,電壓表的示數為4.5V,說明電壓表兩接線柱間含電源部分線路a-e-c-L2-b之間是連通的,且a-L1-b部分無短路現象發生,則選項A、C、D同時排除;用電壓表測量L2兩端的電壓時電壓表的示數為零,則存在L1開路和L2短路兩種可能,但選項中無L2短路,故正確答案為選項B,L1開路.
例4、某同學連線電路如圖2所示,閉合開關S後,發現燈不亮.為檢查電路故障,他用電壓表進行測量,結果是UAF=3V,UAB=0,UBD=0,UDF=3V,則此電路的故障可能是:A.開關S接觸不良B.電燈L燈絲斷了C.電燈L短路D.電阻R短路
分析電壓表測量結果UAF=3V,說明電壓表兩接線柱間含電源部分電路A-G-F之間是連通的;UDF=3V,說明含電源部分電路D-C-B-A-G-F間的電路是連通的,且電路D-E-F部分無短路現象發生,則選項A、B、D可排除.故可以斷定電路的故障為C選項,即電燈L短路,且與燈不亮及UBD=0相符合.
例5、在圖4所示的電路中,電源電壓為6V,當開關S閉合後,只有一隻燈泡發光,且電壓表的示數為6V,產生這一現象的原因可能是:
A.燈L1短路B.燈L2短C.燈L1開路D.燈L2開路
分析電壓表的示數為6V,等於電源電壓,說明電壓表兩接線柱間含電源部分的電路a-L2-b是連通的,且與電壓表並聯的電路aS-L1-b無短路現象發生,則選項D和A排除.若L1開路,電壓表與L2、電源組成串聯電路,雖然電壓表示數等於電源電壓,但由於電壓表的內阻很大,從而導致電路中的電流很小,燈L2不發光,與題設只有一隻燈泡發光相矛盾;若L2短路,L2不發光且電壓表的。
最後,希望小編整理的高二物理期中考試複習要點對您有所幫助,祝同學們學習進步。