电路故障的判断

科学复习：电路故障的判断方法
一、引入
1、如图所示的电路，是由一个电阻和一个电灯泡组成的串联电路，其中电阻完好，电路的连接情况也正确，但电灯泡不亮，若分别只提供电流表或电压表，你将怎么判断电路中的故障？
分析及解：根据题意，电阻完好，且电路连接正确，电灯泡不亮的原因只能发生在电灯泡自身。若在故障检查中，只提供了电流表，则将电流表串联接入电路中，若电流表有示数，说明电路是连通的，故障是电灯泡被短路若电流表示数为零，则说明电路中无电流通过，因此电路中出现了开路，可见，电灯泡处可能发生了开路。
如果只给出电压表，可通过下面两法分析：
　　方法1、将电压表并联在电阻两端，因电阻完好，若电压表有示数，说明电压表和电源是连通的，因此可能是电压表两节点（ABB）之外短路，即电灯泡可能被短路；若电压表无示数，说明电灯泡处出现了开路现象。
方法2、将电压表并联在电灯泡两端，若电压表有示数，说明电压表和电源连通，且两点（BLC）内没有被短路现象，这时电路中的故障只能是电灯开路；若电压表无示数，则说明电压表两节点（BLC）之内有短路现象，由此可说明，这时电路中的故障是电灯泡被短路。
二、教学过程
怎样迅速准确地判断出电路中存在的故障？分析的依据是什么？这一直是困扰学生的一个思维障碍。电路故障一般都含有两方面内容：一是故障的性质，即是短路还是开路；二是故障的位置，即故障发生在哪个元件上。所以一个电路中故障，要从这两个方面分析。只有确定了电路故障的性质和故障发生的位置，才能完整地确定出电路的故障。
1：根据串、并联电路的特点判断
电路故障的判断问题可以考查学生对电路的组成（结构）、特点等知识的理解程度。因此，把握电路的结构、特点是解决这类问题的前提
例1、小明在做实验时把甲、乙两灯泡串联后通过开关接在电源上，闭合开关后，甲灯发光，乙灯不发光。乙灯不发光的原因是（ ）
A. 它的电阻太小；B. 它的电阻太大；C. 流过乙灯的电流比甲灯小；D. 乙灯灯丝断了。
分析与解答：因为甲、乙两灯组成的是串联电路，当开关闭合后，甲灯发光，这证明电路是通路，所以要想知道乙灯不亮的原因，必须得清楚串联电路的电流、电压及电阻的各自特点。因串联电路的电流处处相等，因此有串联电阻两端的电压与电阻是成正比关系的，当乙灯电阻太小时，其两端的电压也太小，远小于其额定电压，所以乙灯不会发光。
答案：A
2：用电压表判断电路故障的方法
1．电压表有示数的原因
　　电压表两接线柱间含电源部分的电路为通路，同时与电压表并联的部分电路没有短路现象发生时，电压表有示数．
2．电压表无示数的原因
　　(1)电压表两接线柱间含电源部分的电路为断(开)路．
　　(2)电压表两接线柱间含电源部分虽然为通路，但与电压表并联的部分电路出现了短路现象．
　　根据上述原因，我们用电压表很容易判断出电路中的故障．
　
例2、如图所示的电路中，电源电压为4伏，当开关S闭合时，下列说法中正确的是：
A．灯L1短路，电压表示数为0
B．灯L1断路，电压表示数为0
C．灯L2短路，电压表示数为4伏　D．灯L2断路，电压表示数为0
分析及解：首先画出等效电路如图，显然电压表所测电压为灯L1两端电压U1。若灯L1短路，则有U2=U=4伏，U1=0，故A正确。若灯L1断路，则灯L2和电压表串联，因为所以U2=IR2≈0根据U=U2+UV，这样，电压表所测电压为电源电压，示数应为4伏，故B被排除。若灯L2短路，同理，U1=U=4伏，，故C正确。若灯L2断路，电路中没有电流通过，电压表示数为0，故D正确，故应选A、C、D。
例3、两个灯泡串联的电路图如图1所示，开关S闭合后，两个灯泡都不发光，用电压表测灯泡L1两端的电压时，其示数为4.5V，再用电压表测L2两端的电压时，其示数为零，则灯泡L1、L2的故障是
A．L1短路，L2开路 B．L1开路
C．L1、L2都短路 D．L1、L2都开路
分析 用电压表测量L1两端的电压时，电压表的示数为4.5V，说明电压表两接线柱间含电源部分线路a－e－c－L2－b之间是连通的，且a－L1－b部分无短路现象发生，则选项A、C、D同时排除；用电压表测量L2两端的电压时电压表的示数为零，则存在L1开路和L2短路两种可能，但选项中无L2短路，故正确答案为选项B，L1开路．
例4 、某同学连接电路如图2所示，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UAF=3V，UAB=0，UBD=0，UDF=3V，则此电路的故障可能是： A．开关S接触不良 B．电灯L灯丝断了 C．电灯L短路 D．电阻R短路
　　分析电压表测量结果UAF＝3V，说明电压表两接线柱间含电源部分电路A－G－F之间是连通的；UDF=3V，说明含电源部分电路D－C－B－A－G－F间的电路是连通的，且电路D－E－F部分无短路现象发生，则选项A、 B、D可排除．故可以断定电路的故障为C选项，即电灯L短路，且与灯不亮及UBD=0相符合．
例5、 在图4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，且电压表的示数为6V，产生这一现象的原因可能是：
A．灯L1短路 B．灯L2短C．灯L1开路 D．灯L2开路
分析电压表的示数为6V，等于电源电压，说明电压表两接线柱间含电源部分的电路a－L2－b是连通的，且与电压表并联的电路a—S－L1－b无短路现象发生，则选项D和A排除．若L1开路，电压表与L2、电源组成串联电路，虽然电压表示数等于电源电压，但由于电压表的内阻很大，从而导致电路中的电流很小，灯L2不发光，与题设只有一只灯泡发光相矛盾；若L2短路，L2不发光且电压表的
2011年中考物理专题导航讲练系列――电路故障的判断方法
【例1】 如图12所示，开关s闭合后，小灯泡不发光，电流表无示数．这时用电压表测得a、b两点间和b、c两点间的电压均为零，而a、d间和b、d间的电压均不为零，这说明 ( D )
A．电源接线柱接触不良. B.开关的触片或接线柱接触不良
c.电流表接线柱接触不良 D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良
【思路点拨】电流表无示数，表明电路断路。电压表有示数，表明电压表两接线柱以外直到电源的所有电路都是通的。反之亦然。
解答： D
【例2】安装照明电路时，为检测电路安装是否正确，在接通电源前将火线上的保险丝取下，换成一个额定电压为220V的白炽灯泡，同时断开所有用电器的开关．接通电源后发现灯泡正常发光．由此可以判定 ( B )
A．电路安装正确 B.电路安装不正确，某处有短路
c．电路安装不正确，某处有短路 D．条件不够，无法判断
【思路点拨】如果电路正确，当接通电源后，若用电器不工作，则火线和零线中将没有电流，火线上的保险丝中同样也将没有电流．现将保险丝换成灯泡，所有用电器都断开，灯泡能亮，说明电路中有电流，可以判断电路中有短路 。
答案： B
【规律总结】电路故障的判断，是近年比较常见的也是各地中考的热点。电路故障常见的两种情况：一是短路；二是断路。电路中电流表有（或无）示数，表明电路是通路（或断路）；电压表有（或无）示数，表明电压表两接线柱以外直到电源的所有电路都是通路（或有断路）。
拓展演练：
1． 如图13所示，闭合电键S，灯L亮，一段时间后灯L熄灭。若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或R上。现用一只规格相同且完好的灯L′替换灯L，正确的判断是 ( C )
A．若灯L′亮，则灯L一定断路
B．若灯L′亮，则灯L一定短路
C．若灯L′不亮，则电阻R一定断路
D．若灯L′不亮，则电阻R一定短路
2．如图14所示，当开关S闭合后，两只灯泡均发光，两表均有示数。过一段时间后，发现电压表示数变为0V，电流表示数增大。经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，造成这种情况的原因可能是（ C ）
A．灯L1断路
B．灯L2短路
C．灯L1短路
D．灯L1、L2均断路
3。 如图15所示，闭合开关S时，小电灯L1、L2都不亮。用一段导线的两端接触a、b两点时，两灯都不亮；接触b、c两点时，两灯也不亮；接触c、d两点时，两灯都亮。对此，下列判断中正确的是（ C ）
A．灯L1 断路　　　　
B．灯L2断路
C．开关S断路　　　
D．灯L2短路
4。 如图16是小明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不亮，灯L2亮，电流表的指针明显偏转，电压表示数为电源电压，则故障原因可能是 （ B ）
A、L1灯丝断了
B、L1灯座两接线柱直接接通了
C、L2灯丝断了
D、L2灯座两接线柱直接接通了
5。 某同学采用如图所示电路做电学实验时，出现一处电路故障，以下分析正确的是（ D ）
A．若电流表无示数，电压表有示数，则R1短路
B．若电流表无示数，电压表无示数，则R2断路
C．若电流表有示数，电压表有示数，则R1断路
D．若电流表有示数，电压表无示数，则R2短路
6． 实验课上，同学们把两个相同规格的小灯泡连接在如图18甲所示的电路中，闭合开关后，两灯发光．此时，一同学不小心把L1的玻璃外壳打破了，结果L1熄灭，L2却更亮了。这是为什么呢？他们提出猜想：
猜想一：可能L1处发生开路；
猜想二：可能L1处发生短路。




（1）根据 串联 （填“串联”或“并联”）电路的特点．可知猜想一是不正确的。
（2）针对猜想二，同学们找了一只电压表，分别并联在L1，L2两端，如图18乙所示，假如猜想二成立，则两次读数有何特点？ L1两端的电压表示数为零 。
实验发现两次电压表均有明显读数，且L1两端电压比L2两端电压小。说明猜想二也不正确．你认为L1熄灭、L2更亮的原因可能是 B 。
A．L1电阻变大 B．L1电阻变小
C．L2电阻变小 D．L1功率变大
5．（09·天津）一本用电常识书中列出了白炽灯的常见故障与检修方法，如表l所述，造成此“灯泡不亮"故障的共同原因是电路中出现了
表1
故障现象 可能原因 检修方法
灯泡不亮 1．灯泡的灯丝断了 换新灯泡
2．灯头内的电线断了 换新线并接好
3．灯头、开关等处的接线松动，接触不良 检查加固
A．短路 B．通路 C．断路 D．支路
答案：C
（09·四川雅安市）10．如图所示电路，闭合开关S后，发现灯L1不亮，L2正常发光。此电路的故障可能是
A．开关S接触不良 B．电灯L1灯丝断了
C．电灯L1短路 D．电灯L2短路
答案：B
（09·福建莆田市）21．如图所示，电源电压不变，闭合开关S，电路各元件工作正常。一段时间后，若其中一只电压表示数变大，则( 　)
A．另一个电压表示数变小
B．其中有一盏灯亮度不变
C．灯L2可能断路
D．灯L2可能短路
答案：C
5．（09·昆明）如图所示的电路，闭合开关S后，两灯都不亮。用电压表检测得到的结果是：Uab=Ubc=Ude=Uef=0，若故障只有一处，则可能的原因是
A．电路a、b间短路
B．电路b、C间断路
C．电路d、e间短路或断路
D．电路e、f间断路
答案：C
18. （09·福建晋江）如图7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，这时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短路 D. L2断路
答案：C
图12
图13
图14
图15
图16
图17
图18