初中物理电路故障判断方法的分析与探索

李建莉

摘 要：电路故障是初中物理电学教学中经常遇到的问题之一，也是物理中考的知识点之一。因此，搞好电路故障判断方法的教学其意义重大，不但能解决教学中的问题，提高学生的学业成绩，而且有助于学生对基础知识的理解，提高综合分析问题的能力，有助于培养发散思维和创新能力。本文从电路故障判断的理论基础、常见故障种类、故障的判断方法以及个案剖析四个方面加以阐述。

关键词：电路故障；断路；短路；判断方法

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）02-332-01

所谓电路故障是指因电路元件、测量电表连接错误或损坏，使电路出现的非正常现象。电路故障分析是近年物理中考常考的题目之一，属于中等以上难度的试题。故障分析中考题主要是考核三种电路，即通路、短路、断路基础知识和相应的简单电路的分析判断能力。这类题目涉及到的电学内容多，主要有：1、通路、断路、短路；2、电流表、电压表的作用及使用规则；3、串、并联电路的电流、电压、电阻特点；4、欧姆定律。所以解答这类题目不仅需要熟练掌握基础知识还需要一定的分析技巧，正确解答此类问题，不但有助于学生对基础知识的理解，而且对提高综合分析问题，培养发散思维和创新能力等有重要的意义。

一、电路故障判断的理论基础——几种主要元件的特点及现象产生的原因

1、灯泡：（1）发光，说明电路是通路；（2）不发光的原因：①断路，灯丝断或电路某处断开；②灯泡被短路；③电流太弱，不足于达到发光的程度。如灯泡与电压表串联后接在某段电路中，……。

2、电流表：（1）电阻很小，可视为零，若并联使用，将构成短路；（2）有示数：说明电流表所在电路为通路；（3）无示数：①电流表所在电路为断路；②电流表被短路；③电流表损坏；（4）指针反偏，正负接线柱接反；⑸指针超过最大刻度，量程选小。

3、电压表：（1）电阻很大，可视为绝缘体，若串联使用，将构成断路；（2）在通路电路中，电压表有所测电压为不包含电源在内的那部分的电压；（3）在断路中，用电压表测某导体两端的电压：①示数为零，则该两点间连通；②示数近似于电源电压，则该两点间断开。（4）电压表有示数：①串联使用，形成断路，但可测出电源电压，②电压表正负接线柱到正负极间处处连通。（5）电压表无示数：①电压表被短路；②在通路电路中，电压表所测部分电阻为零；③电压表正负接线柱与电源正负极间某处断开；④电压表损坏；⑤指针反偏，正负接线柱接反；指针超过最大刻度，量程选小。

4、滑动变阻器：（1）能改变电阻，则滑动变阻器连入电路的接法正确，即一上一下两个接线柱串联接入电路；（2）不能改变电阻，则滑动变阻器连入电路的接法不正确：①若连接的都是上面两个接线柱，则滑动变阻器此时相当于导线；②若连接是下面两个接线柱，则滑动变阻器此时相当于定值电阻。

二、常见故障种类及判断方法

1、短路故障的判断

（1）短路的分类

严格的讲，电学中的短路，根据短路的位置不同可为局部短路和整体短路。整体短路是指导线不经过电器直接和电源两极相连的电路（课本上的定义）。局部短路是指导线不经过用电器直接和电路中某一部分用电器两端相连接的电路。

（2）短路故障的特征

①电路中有电流（电路中有电流表时电流有示数），

②串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作，其他部分电器能正常工作，则不能正常工作的部分短路，

③并联电路中所有用电器都不能正常工作。

（3）短路故障的判断方法

①把电压表分别和各部分并联，导线部分的电压为零，表示导线正常，如某一用电器两端的电压为零（相当于测导线的电流），则此用电器被短路。

②正负法（“+”、“-”法）

在电路中，把每个用电器的两端都找两个点，然后给每个点标上适当的符号（“+”或“-”号）即与电源正极或负极直接相连（中间不经过任何用电器，但电流表除外）的那个点为“+”点，与电源负极直接相连的那个点为“-”点，根据电压是形成电流的原因，某个用电器两端是异号，说明该用电器两端有电压，电路闭合后就会有电流通过该用电器，那么这个用电器注没有被短路，而用电器两端是同号（全部是“+”或“-”号）说明该用电器两端无电压，也就是没有电流通过该用电器，从而判断该用电器是否被短路。

2、开（断）路故障的判断

（1）造成断路的主要原因有：①导线与接线柱之间接触不良；②由于电流过大电路被烧断；③将电压表串联在电路中，因为电压表的内阻过大，造成电压表所在电路开路。

（2）开路故障的特点：

如果电路中用电器不工作（常是灯不亮）且电路中无电源，则电路是开路；若电路中有电压表，根据开路位置不同电压表可能有示数也可能无示数。

（3）开路故障的判断方法

①把电压表分别和各处并联；

②把电流表（或导线）分别与各部分并联；

③筛选验证法

从这方法是从各选项出发，分析判断出电路中应出现的现象，对照题意，逐个验证，从而筛选出要选的。

④推理排除法：

这种方法是从电路已出现的现象出发，分析判断出电路无故障的元件，对照选项，逐个排除错误，从而得出要选的正确选项。

总之，电路中出现故障就会伴随相应的现象，反之电路中异常的现象尽然存在相应的故障。重要的是理解原因和现象的因果关系，而不是死记硬背。