电路故障分析小技巧

黄鹏

电路故障分析是综合考查学生的电路知识、电流表电压表的应用特点以及电路的物理规律的一种综合类型题，还是考查学生在实验操作中解决实际问题的能力.

要掌握初中物理电路故障的分析方法就必须先了解初中物理电路故障的类型及其成因.

电路是电源、用电器、开关和导线组成的电流的路径，通常有串联、并联两种方式.电路故障的基本类型有两种：断路和短路.

断路是指电路中某处断开，造成整个电路开路，电路中无电路，有电器无法工作，其形成原因有：（1）连接电路时导线未接好或断开；（2）灯泡灯丝烧断，即用电器损坏；（3）灯泡或用电器接触不良.

短路分为电源短路和用电器短路两种：

电源短路指导线（或电流表）不经过用电器而直接接到电源两极，导致电路中电流过大，烧坏电源甚至引起火灾，因而这是绝对禁止的.

较常见的是串联电路中的一个用电器发生局部短路，是因为用电器两端被导线直接接通而导致用电器无法正常.

初中物理简单电路的故障题型几乎都是针对断路和用电器局部短路两种原因，因此分析总结电路故障判定的方法和技巧也是围绕断路和用电器局部短路而展开的.初中物理电路故障的判定方法多样化，其中较为简单且比较直观的判定方法是如导线、小灯泡、电流表、电压表等电路元件判断，本文中将就这几种器材的使用判定方法进行简单的归纳总结.

1使用导线判定电路故障

物理电学中，导线作为电流流动的载体，其特征是电阻很小，可以忽略不计.简单模拟电路中的导线电阻通常视为零，导线既可以作为输送电流的通道，又极容易造成短路问题出现，使用导线判定电路故障，正是利用其能造成短路这一特点.

例1

如图1所示，闭合开关S，灯L1和L2均不亮.其中某个电路元件发生故障，请找出其中发生故障的元件.

分析

观察电路图，L1与L2是串联方式，根据题意可知故障是其中某个元件断路，利用导线并联短路的方法可查找出断路的元件.

方法：将导线依次接在ab、bc、cd两点间，若电路中灯亮了，则与导线并联处元件断路.如接ab两点间，其作用是将L1灯泡短路，若L2灯亮，则说明L1灯断路；若L2灯不亮，则可能是L2灯断路或可能是开关S断路，依次接入bc、cd以上述方法可最终找出故障.

2使用小灯泡判定电路故障

使用小灯泡判定电路故障时，通常是将小灯泡并联在待判定用电器两端，与之构成并联，再利用并联电路各支路用电路互不影响的特点，进行分析判断.

例2

如图1所示，闭合开关S，发现灯泡L1、L2均不亮，电路中某个元件发生故障，现有规格与L1，L2相同且完好的灯泡L′，试找出电路故障.

分析

根据题中所给提示，很明显该电路故障是断路，则可利用L′与各电路元件并联，找出其故障.

方支：将L′依次接在ab、bc、cd两点间，若电路中有灯发光且L′也发光，则与L′并联处元件断路.

3使用电流表判定电路故障

电流表是测量电路中电流大小的仪器，其正确使用方法是必须与被测用电器串联.一般情况下，电流表不能与被测用电器并联，原因是电流表内阻非常小，类似于导线，其电阻可等同于零，因此如果电流表并联，则用电器被短路，电流表可能被损坏.

3.1电流表判定电路故障的方法之一

在不会发生电源短路的前提下，将电流表并联在用电器两端使其短路，观察其他用电器工作情况以及电流表是否有示数.

例3

如图1所示，闭合开关S，灯泡L1、L2均不亮，电路中某个元件发生故障，现有电流表一个，请利用电流表找出电路中的故障.

分析

根据题中所给提示，可以判定电路故障是断路，可利用电流表与导线相同的特点，将电流表并联在各元件两端，找出故障原因.

方法：将电流表依次并联在ab、bc、cd两点间，若电路中灯泡发光且电流表有示数，则与电流表并联处发生断路.

3.2电流表判定电路故障的方法之二

结合串联、并联电路中电流的规律以及欧姆定律等物理知识，综合分析判断.

例4

如图2所示，闭合开关后，两个电流表的示数相同，判断电路出现的故障.

分析

观察电路图L1、L2是并联，A1电流表测L1支路电流，A电流表测干路电流，根据并联电路中电流的规律：并联电路中，干路总电流等于各支路电流之和，则A电流表示数应等于L2灯与L1灯电流之和，现两电流表示数相等，则说明L2支路无电流，即L2支路可能断路，结合该电路是并联，所以电路故障是灯L2断路.

4使用电压表判定电路故障

电压表是测量用电器两端电压的仪器，正确使用方法是并联在用电器两端.电压表不能串联在电路中，因其内部电阻很大，串联时会造成断路故障.

在初中物理电路故障分析题型中，大多数都会涉及到电压表，掌握利用电压表分析电路故障的方法既适用又重要.

使用电压表分析判定串联电路故障时，可以分两步：

第一步根据题意初步断定电路的故障类型，即断路或局部短路；

第二步结合不同故障时电压表有无示数判定故障.

4.1电路是断路故障

（1）电压表有示数且示数等于或接近于电源电压时，则与电压表并联用电器断路，因为断路处电阻无穷大，根据串联电路中电阻分压规律，断路处两端电压接近于电源电压.

（2）电压表无示数，则与电压表并联用电器无故障，因为断路处电压接近于电源电压，根据串联电路电压规律，则无故障的用电器两端电压很小，接近于零.

4.2电路是短路故障

（1）电压表无示数，则该用电器短路，理由是用电器如果短路，等同于该处是导线，因导线电阻几乎为零，所以其两端电压也接近于零.

（2）电压表如果有示数，则该用电器无故障，因是短路故障，故电路是通路，该用电器能工作，其两端有电压.