例析“电路故障”

周全程

摘 要： 电路故障问题是初中电学中的重点，也是初中电学解题的难点。本文通过分析串、并联电路典型故障的现象，再利用现象反过来分析故障位置，从而帮助学生突破难点。

关键词： 电路故障 断路 短路 故障分析

电路故障题在中考中是一种常见题型，对考生的要求较高，所以很多考生普遍认为该题型较难，甚至有的考生直接放弃，或者是乱猜。为了使学生能对电路故障有进一步理解，本文通过分析串、并联电路典型故障的现象，再利用现象反过来分析故障位置，从而帮助学生突破难点。

电路故障可分为断路和短路两大类。当电路没有闭合开关，或者导线没有连接好，或用电器烧坏或没安装好时，即整个电路在某处断开，处在这种状态的电路叫做断路。电源两极不经过用电器用导线直接连接叫做短路。

一、串联电路故障分析

如图1是一串联电路，下面分情况讨论电路出故障时的现象。

图1 图2

1.若L 断路，电路等效为图2，由于电路断路所以灯L 、L 都灭；电压表示数接近电源电压，其原因是电压表的内阻非常大，比灯泡的电阻大得多，而电流表的内阻非常小，可以忽略不计，根据串联分压，所以电压表两端的电压就非常大（接近电源电压）；因为断路所以电流表示数为0。

2.若L 断路，电路等效为图3，同样因为电路断路所以灯L 、L 都灭；电压表示数为0；电流表示数为0。

图3

3.若L 短路，电路等效为图4，因为少了一个灯泡，电路的总电阻变小，电流变大，所以L 灭、L 变得更亮；因为电压表被短路（也可以看成电压表测量导线两端的电压），所以电压表示数为0；电流变大，所以电流表示数变大。

图4 图5

4.若L 短路，电路等效为图5，同样因为少了一个灯泡，电路的总电阻变小，电流变大，所以L 灭、L 变得更亮；因为电压表此时是测量电源电压，所以示数为电源电压；电流变大，所以电流表示数变大。

将上述讨论的四种情况的故障现象整理如下表：

理解上表中的故障现象后，再利用这些现象反过来就可以分析故障的位置。下面我们分析两道典型例题。

例题一：在如图6所示的电路中，当闭合开关S后，发现两灯都不亮，电流表的指针几乎指在零刻度线，电压表指针则有明显偏转，该电路中的故障可能是（？摇？摇？摇？摇）

图6

A.灯泡L 短路 B.灯泡L 断路

C.灯泡L 断路 D.两个灯泡都断路

故障分析思路：判断连接方式（串联）→确定故障类型（两灯都不亮，电流表的指针几乎指在零刻度线，说明是断路）→观察电表示数（电压表指针则有明显偏转，说明L 是完好的）→找出故障位置（L 断路），故答案是B。

例题二：在如图7所示的电路中，当闭合开关S后，发现只有一个灯亮，电流表有示数，电压表的示数为0，该电路中的故障可能是（？摇？摇？摇？摇）

图7

A.灯泡L 短路 B.灯泡L 断路

C.灯泡L 断路 D.两个灯泡都断路

故障分析思路：判断连接方式（串联）→确定故障类型（只有一个灯亮，电流表有示数，说明是短路）→观察电表示数（电压表的示数为0，说明电压表被短路）→找出故障位置（L 短路），故答案是A。

二、并联电路故障分析

如图8是一并联电路，下面分情况讨论电路出故障时的现象。

1.若L 断路，电路等效为图9，因为L 断路，所以L 灭，L 两端的电压仍为电源电压，所以L 仍正常发光；电压表测量的是电源电压，所以电压表的示数为电源电压；因为L 断路，总电阻变大，所以电流表示数变小。

2.若L 断路，电路等效为图10，仔细对比图10与图9，会发现这两幅图除灯泡不同，其余都是相同的，所以现象和图9也是基本相同的，L 灭，L 仍正常发光；电压表的示数为电源电压；电流表示数变小。

图9 图10

3.若L 短路，电路等效为图11，因为L 短路，导致电源被短路，所以L 、L 都灭；电压表也被短路（也可以看成电压表测量导线两端的电压），所以电压表的示数为0；短路会导致电路中的电流变得非常大，所以会烧坏电流表和电源（禁止在并联电路中出现短路）。

4.若L 短路，电路等效为图12，仔细对比图12与图11，会发现这两幅图除灯泡不同，其余都是相同的，所以现象和图11也是相同的，L 、L 都灭；电压表的示数为0；会烧坏电流表和电源（禁止在并联电路中出现短路）。

图11 图12

将上述讨论的四种情况的故障现象整理如下表：

理解上表中的故障现象后，再利用这些现象反过来就可以分析故障的位置。下面我们分析一道典型例题。

例题三：如图13所示的电路中，电源电压不变，开关S闭合，灯L 和L 都正常发光，一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，而电压表的示数不变，电流表的示数变小，出现这一现象的原因是（？摇？摇？摇？摇）

图13

A.灯L 短路 B.灯L 短路

C.灯L 断路 D.灯L 断路

故障分析思路：判断连接方式（并联）→确定故障类型（其中一盏灯突然熄灭，说明电路断路）→观察电表示数（电压表的示数不变，电流表的示数变小）→找出故障位置（灯L 断路），故选择C。

通过以上分析可以发现，在理解了出现故障时的现象后，再反过来利用现象分析故障的位置，就简单多了，从而帮助学生突破电路故障这个难点。