初中物理电路故障分析

郭怀生

(甘肃省天水市秦州区皂郊中学 741002)

电路故障是指电路连接完成后，闭合开关通电时，发现整个电路或者部分电路无法正常工作的现象.电路故障主要有短路和断路两种类型.电路故障的分析判断，是初中物理电学学习的难点和重点，也是中考常考的一个热点内容，分析识别电路故障时，要根据电路中出现的各种反常现象，如灯泡不亮，电流表和电压表示数反常等；本文分析电路发生故障的各种可能原因，归纳判断方法，提高课堂教学效率和学生分析问题解决问题的能力.

一、短路故障的分析

1.短路根据位置不同可分为

(1)电源短路,是指导线不经过用电器直接和电源两极相连的电路(这时会烧毁电源).(2)用电器短路(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(或用电器两接线柱接触)的电路，一般是串联的多个元件(含用电器、电表)中的一个或多个在电路中不起作用(无电流通过该元件)，这种情况通常是由于接线的原因或者电路发生故障引起的，一般不会造成较大的危害.

2.短路故障的特征

电路中有电流(电流表有示数或某一灯泡亮)，说明电流表(或这一灯泡)所在电路是通路，电路故障很可能是某处短路，串联电路中一部分用电器不能正常工作(该部分电路短路)，其他部分用电器能正常工作；并联电路中某一支路短路就会使电源短路，危害电源.

3.短路故障的判断方法

(1)用电器不工作.诊断：①若题中电路是串联电路，看其它用电器能否工作，如果所有用电器均不能工作，说明可能某处发生了断路；如果其它用电器仍在工作，说明该用电器被短路了.(2)电压表示数为零.①电压表的两接线柱间(所测用电器)被短路.②电压表的两个接线柱可能接触不良或者与电源两极间断开.

4.典例析解

在图1所示的电路中，电源电压不变.闭合开关K后，灯L1、L2都发光，—段时间后，其中的一盏灯突然变亮，而电压表Vl的示数变小，电压表V2的示数变大，则产生这一现象的原是( ).

A.灯L1断路

B.灯Ll短路

C.灯L2断路

D.灯L2短路

解析灯L1与L2串联，Vl测灯L1的电压，V2测灯L2的电压， 一盏灯突然变亮，说明电路故障是短路，短路使一盏灯亮，另一盏灯不亮，电压表示数变小处短路，因为电压表Vl的示数变小，说明短路发生在与电压表Vl并联的电路上.即灯L1短路.所以正确选项为B.

二、断路故障的分析

1.断路故障的特征是

电路中用电器不工作(常是灯不亮)，且电路中无电流(或电流表指针几乎不动)，则电路是断路.若电路中电压表有示数，则电压表两接线柱间断路；若电压表无示数，则电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路.

2.造成断路的主要原因有

(1)是连接电路时，导线与接线柱之间接触不良；(2)是由于电流过大电路被烧断，比如灯丝被烧断；(3)是将电压表串联在电路中(或串联一个阻值过大的电阻)，因为电压表的内阻过大，造成电路中电流过小，以致电流表指针几乎不动.

3.断路故障的判断方法

(1)电压表.把电压表分别和各处并联，若电压表有示数且比较大(常表述为:等于电源电压).则与电压表并联的这部分电路(或用电器)断路(电源除外)； 若电压表无示数，则电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路.即，断路故障在有电压处，无电压处正常； (2)电流表.电流表示数为零可能电流表被短路或者电流表被烧坏；电流表的两接线柱到电源两极之间的电路断路 ；(3)导线.将导线并接在某一用电器两端，其它用电器便工作，说明该用电器断路；(4)若题中电路是并联电路，如果所有用电器均不工作，说明干路发生了断路；如果其它用电器仍在工作，说明该用电器所在的支路断路.

4.典例析解

如图2所示的电路中，电流电压保持不变，闭合电键S，电路正常工作，过了一会儿，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小，则下列判断中正确的是( ).

A.电阻R一定断路

B.电阻R一定短路

C.灯L的亮度可能不变

D.灯L可能变亮

解析电压表测电阻R两端电压.

综上分析,选D.

三、分析思路小结

1.电路故障分析流程图

2.判断电路故障的口诀

(1)串联电路中：无流断有压，有流短无压.(2)并联电路中：独断单支停，一短全局输.(3)家庭电路中：断在明灭间，短在后通时.

总之，串联电路中，断路部位的电压等于电源电压，其它完好部位两端电压为0V；短路部位的电压等于0V，其它完好部位两端有电压，且电压之和等于电源电压.不管“短路、断路”成因是多么复杂，其实质却很简单，我们可以认为“短路”的用电器实质就是电阻很小，相当于一根导线，“断路”的用电器实质就是电流无法通过相当于断开的电键.在分析中用导线代替“短路”的用电器，用断开的电键代替“断路”的用电器，往往会收到意想不到的效果.