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实验法判断电路故障

2014-08-07于玉华

读与写·下旬刊 2014年6期
关键词:示数断路电压表

于玉华

中图分类号:G633.7文献标识码:B文章编号:1672-1578(2014)12-0291-02初中物理电学部分,对电路故障的判断是一个重点也是一个难点,虽然初中物理已经降低认知难度,只研究两个用电器的连接,虽然学生们都知道电路中电流的形成类似于水流,电流从电源的正极流出,经用电器,最后流回到电源负极。老师们也不止一次的提醒学生:电压表相当于一个非常大的用电器,大到相当于断路,如果把电压表与用电器串联在同一个电路中,因为电流非常微弱,用电器无法工作,但是电压表的内阻非常大,所以电压表的示数非常大,几乎等于电源电压。老师们都形象的让学生认知电流表以及电压表的特点,但是仍有很多学生"难识庐山真面目,只缘还在迷糊中"。

鉴于初中生好动爱玩的性格特点,不妨用实验的方法降服电路故障这只拦路虎。

预备:让学生按照(如图1)连接好电路,闭合开关,观察电流表、电压表的示数。

图1图2

第一步:拧下L1,学生观察到L1、L2都不亮,的示数都变为零。

第二步:L1复位,拧下L2,学生观察到L1、L2都不亮,示数变为零,示数变大,几乎等于电源电压。

学生很轻松的总结出:两灯串联时,如果两灯都不亮, 的示数变为零,则一定是断路,再根据电压表的示数判断是哪盏灯断路,如果 示数为零,是L1断路;如果 有示数,则是L2断路。(与电压表并联的灯泡断路时,电压表示数很大,几乎等于电源电压;反之,电压表示数为零。)

第三步:用导线并联在L1两端,学生观察到L1不亮,L2亮, 示数都变大。

第四步:用导线并联在L2两端,学生观察到L2不亮,L1亮, 示数变大,示数变为零。

学生总结出:两灯串联时,如果一灯亮一灯不亮, 有示数,则一定是短路,再根据电压表的示数判断是哪盏灯短路, 有示数,是L1短路, 无示数,则是L2短路。(与电压表并联的灯泡短路时,电压表示数为零;反之,电压表有示数。)

四步实验做完,学生知道首先根据灯的亮灭情况先判断出断路还是短路,再根据电压表的示数作出具体判断。

学生有了直观的感知,结合电流表电压表的特点,电路故障这个难关就顺利通过了。我们不妨来看这样几道电路故障题吧。

例1、在(如图2)所示电路中,开关闭合时电路中的电流表没有示数,但电压表有示数,那么电路发生故障的原因可能是()

A.灯泡L1灯丝断了B.灯泡L2灯丝断了

C.灯泡L1短路D.灯泡L2短路

分析:由电路可知,两只灯泡串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡L2两端电压,闭合开关电流表没有示数,说明电路是断路;因为电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源的正负极之间连接完好,因此L1完好,没有发生断路。

解:A、如果灯泡L1灯丝断了,整个电路是断路,电流表电压表都没有示数.此选项不符合题意;

B、如果灯泡L2灯丝断了,电流表、灯泡L1、L2是断路,电流表无示数;电压表与灯泡L1、电源是通路有示数.此选项符合题意;

C、如果灯泡L1短路,电流表是通路有示数,电压表是通路有示数.此选项不符合题意;

D、如果灯泡L2短路,电流表是通路有示数,电压表短路无示数.此选项不符合题意.

故选B.

例2、在(如图3)所示电路中,电源电压6V,电压表示数是6V,当电路出现故障,只有一盏灯不发光,则电路故障是()

A.灯L2断路 B.灯L2短路C.灯L1断路D.灯L1短路

分析:开关闭合时,发现只有一只灯泡发光,说明电路有短路现象,而没有发生断路。电压表有示数为6V,说明与电压表并联的L2没有短路,电压表有示数,而且等于电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的。

解:A、C、两灯串联,若L1、L2其中任一个断路,另一个都不会发光,故A、C都错,不符合题意.

B、灯L2短路,L2不发光、L1发光,电压表无示数,故B错,不符合题意.

D、灯Ll短路,L1不亮、L2亮,电压表有示数,测量L2两端电压,并且等于电源电压为6V,故D正确,符合题意.

故选D

例3:(如图4)所示,当开关闭合后,发现电压表的示数为零,若电路中只有一处故障,则不可能出现故障是()

图3图4图5

A.L2的灯丝断开B.L1的灯丝断开

C.电压表接线断开D.开关接能不良

分析:电路图可知:两只灯泡串联,电压表测量L1两端电压。电压表示数为零,说明电压表可能被短路或由于断路使电压表不能与电源两极相连。

A、L2的灯丝断开时,电压表不能与电源的正极相连,故示数为零;不符合题意;

B、L1的灯丝断开时,电压表能与电源两极相连,则电压表有示数;符合题意;

C、电压表接线断开时,电压表不能与电源两极相连,则电压表示数为零,不符合题意;

D、开关连接不良时,电压表不能与电源的正极相连,故示数为零;不符合题意.

故选B.

例4:在(如图5)所示的电路中,闭合开关S,灯L不亮,电压表有示数,若电路故障在灯L或电阻R上某一处,对于故障的分析,下列判断正确的是()

A.一定是电阻R断路

B.用导线连接电阻R两端,根据灯的亮暗可以检测出故障原因

在电路中再串联一个电流表,根据电流表有无示数可以检测出故障原因

D.在L两端再并联一个电压表,根据电压表有无示数可以检测出故障原因

分析:由电路图知,灯泡和电阻串联,电压表测量R两端电压;电路故障包括短路和断路;根据电压表的示数和灯泡的亮暗情况,逐步分析即可判出故障。

解:A、闭合开关S电压表有示数,说明与电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此故障可能是灯L短路,或电阻R断路;故A错误;

B、如果L短路,则用导线连接电阻R两端将发生电源短路,不仅灯泡不会发光,还将烧坏电源,故B错误;

C、在电路中串联一个电流表,电流表有示数,说明故障为L短路;如果电流表无示数,说明故障为R断路;故C正确;

D、在L两端并联一个电压表,无论L短路,还是R断路,电压表都没有示数,故D错误。

故选C。

一个简单的小实验,帮我们解决了大问题,结合电流表、电压表的特点,分析电路故障题是不是很轻松了?结合你手边的资料,来试试吧。

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