电路故障试题分类例析
2015-05-05贾昌平
贾昌平
电路故障问题是中考的高频考点,在中考试卷中常以选择题或实验题的形式出现。电路一旦出现故障,电路中的用电器将不能正常工作或不能工作,所以,当电路出现故障时,需查明电路故障的种类及位置进而排除电路故障,使电路中的用电器正常工作。
学生只有掌握了电路的有关知识和技能,才能解决好电路故障问题。总的来说,须具备:(1)会读、会画简单的电路图,能连接简单的串联电路和并联电路图;(2)会使用电压表和电流表,会使用测电笔;(3)了解家庭电路和安全用电知识,具有安全用电的意识。下面结合有关试题,就低压直流电路与家庭电路两类常见电路故障分别举例分析,供大家参考。
一、低压直流电路的电路故障
同学们在实验室做电学实验所连接的电路都属于36V以下的低压直流电路。同学们在完成两个小灯泡的串联或并联时,如果发现其中的一个小灯泡不发光或两个小灯泡都不发光时,就是出现了电路故障。
低压直流电路的电路故障主要有两类,短路和断路。有些故障可以直接由人们观察到的现象进行判断,有些故障则需要借助导线或电流表、电压表进行判断。
例1 (2013·益阳)如右图所示,开关S闭合后,灯L1发光,L2不发光,电压表有示数。该同学将电压表改接到BC两点,发现电压表无示数,产生这种现象的原因是( )
A.灯L2的灯丝断了。 B.开关S处开路。
C.BC段之间发生短路。D.AB段之间发生短路。
分析:电路故障包括短路和断路,断路时用电器不能工作;短路时,被短路的用电器不工作,电路中有电流。根据电压表的示数和灯泡的工作情况判断故障所在。
解析:对于A项,若灯L2的灯丝断了,则整个电路断路,电压表无示数,灯泡都不亮,不符合题意;对于B项,若开关S处开路,则整个电路断路,电压表无示数,灯泡都不亮,不符合题意;对于C项,若BC段之间发生短路,则为L1的基本电路,电压表有示数且为电源电压,灯L1发光,L2不发光,符合题意;对于D项,若AB段之间发生短路,则为L2的基本电路,电压表无示数,灯L1不发光,L2发光,不符合题意。故选C。
小结:串联电路的特点是:各用电器工作状态互相影响,一个用电器断路,其他用电器都不能工作;一个用电器不工作,其他用电器能工作,故障只能是此用电器短路。对于由几只小灯泡串联组成的电路,当发生断路故障时,可以用一段导线确定发生断路的位置。具体方法是:用一根导线逐次并联在某只小灯泡的两端,若其他小灯泡发光,可以判定是这只小灯泡发生断路;用一根导线逐次并联在某段电路的两端,若所有小灯泡发光,可以判定是这段电路发生断路。
例2 (2012·营口)在如右图所示的电路中,电源电压不变。闭合开关后,电路正常工作,一段时间后,发现其中一个电压表示数变大,则( )
A.灯L可能变亮。 B.灯L可能短路。
C.电阻R可能断路。 D.电阻R可能短路。
分析:(1)分析电路图,电阻和灯泡串联,电压表V1测量的是串联电路两端的总电压(电源电压),电压表V2测量的是电阻R两端的电压。(2)电压表V1测量的是串联电路两端的总电压(电源电压),无论两灯发生什么故障,其示数不变;所以示数变大的电压表应该是V2的示数变大,由短路和断路故障进行分析。
解析:电压表V1测量的是串联电路两端的总电压(电源电压),无论两灯发生什么故障,其示数不变;所以示数变大的电压表应该是V2的示数变大。
对于A项,因电压表V2的示数变大,且电阻和灯泡串联,则灯L两端的电压一定会减小,所以亮度变亮是不可能的,故A不符合题意。
对于B项,若灯L的灯丝短路烧断,则只有电阻接入电路,V2也测量电源电压,示数会变大,故灯L可能短路,符合题意。
对于C项,若电阻R断路,则灯泡与电压表V2串联,因电压表的内阻很大,灯泡不亮,电压表V2测电源电压,故示数会变大,所以电阻R可能断路,符合题意。
对于D项,若电阻R短路,则对电压表V2也会短路,其示数为零,故电阻R不可能短路。
故选B、C。
小结:本题考查学生对电路的分析能力,知道测量电源电压的电压表示数不会变大;了解灯或电阻发生短路或断路时对电路的影响。用电流表可以判断串联电路故障的种类。若电流表的示数为零,可以判断电路故障为断路。用电压表可以进一步确定串联电路中发生断路的位置。将电压表并联在某段电路的两端,若电压表示数约等于电源电压,是电压表与电路的其他部分串联起来接电源,说明是这段电路发生断路;若电压表示数为零,是没有电流通过电压表,说明是串联电路的其他部分发生断路。
二、家庭电路的电路故障
家庭电路中火线和零线间的电压一般为220V,家用电器的连接方式为并联,控制用电器的开关与用电器串联。在家庭电路干路的火线上装有保险丝、空气开关或漏电保护器,当干路中的电流过大时可以自动切断电路,对电路、用电器和人身起保护作用。
家庭电路的故障有两类:断路和短路。有些故障可以直接由人们观察到的现象进行判断,有些故障则需要借助校验灯或测电笔进行判断。