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故障电路分析是初中物理电学必考的一种题型,最能反应学生对电学知识理解和掌握的熟练度和深度。故障电路不仅是初中物理的重难点内容,在高中这个题型也会继续出现,继续学习。所以故障电路分析是电学部分重点中的重点。

但是不少学生做了很多题,记了很多电学知识,到了最后考试的时候还是没把这道题完全拿下,要想搞定电路故障分析题目,这些基本的知识点和解题技巧你是否清楚!听听一线教师怎么说!

第一,电路故障分析的基本知识要熟练掌握

1、串联电路:电路只有一条电流的路径,只要有一个地方断路,那么整个电路均不工作,其他用电器也没有了电流;如果有一个用电器被短路,那么只有这一个用电器不工作,没有电流流过,其他用电器仍有电流流过,且电流会增大。总的来说就是断路一定没有电流,短路电流一定增大。

一个灯泡断路,另一个也不亮

2、并联电路:电路有两条电流的路径,有一个用电器断路,那么该用电器所在地的支路没有电流,但是另一条支路不受任何影响,电流不改变;并联电路不发生短路故障!因为并联电路断路会造成电源短路,这种情况我们不需要分析!

并联电路各支路相互独立

3、特殊结构电路:电压表与用电器串联后接在电源两端时,电压表示数为电源电压。这是因为电压表内阻极大,根据串联路分压原理,电压表与用电器串联后电压表将分到几乎全部的电源电压。

电压表示数等于电源电压

而且这种情况在实际的电路分析中经常会比较隐蔽,同学们要仔细分析。常见的一种情况是在电路中电压表测量对象发生断路故障,此时电压表示数为电源电压。

电压表测量对象断路,示数变为电源电压

4、电流表和电压表的处理方法:在初中阶段,我们近似的认为电流表没有内阻,相当于一根导线,而电压表内阻无限大,电流无限小,相当于断路。这就要求同学们在分析时一定要把电流表当成导线,而电压表当成断路,也就是不存在!分析时可以用手指将电压表挡住,然后再来分析电路结构!以免被电压表干扰!

灯泡和电阻其实串联

例如上图中的题目就比较容易搞错,上图中的两个电压表接法很奇特,当滑片移动时,电流表示数不变!用手盖住两个电压表试试!你会发现这是一个灯泡和定值电阻串联的电路,移动滑片,电路中的电阻不变,改变的是电压表v2测量的对象,电压表v1和v2示数会变化,但电流表示数不变!

第二、解题步骤要正确,确保不会掉入题目陷阱

1、搞清楚电路结构:电路故障分析时第一步是一定要清楚电路的结构,是串联还是并联,这时候就要注意前面讲过的电压表和电流表的处理,不能把电路结构搞错了;

在一些题目中,电路的结构会发生改变,例如开关的闭合和打开引起了电路结构的改变;题目中将电流表跟某一个用电器互换位置等引起电路结构改变。我们的原则是:只要题目有所动作,我们在分析时一定要重新确认电路结构是否改变!

2、确认仪表测量对象:在分析故障电路时,题目一般会问电表的变化情况,所以我们一定要弄清楚电表测量对象。电流表与那个用电器串联就是测量流过谁的电流;电压表直接与谁并联,或者直接与那部分电路并联,他就是测量谁的电压。实际题目中,电压表的测量对象容易搞错。我们只需要记住,一定是要看电压表直接与谁并联!直接!直接!直接!重要的事说三遍!

电压表测量灯泡l2的电压

上图中的电压表测量的是灯泡l2的电压,这个容易搞错。这里还要注意:如果l2发生断路,那么电压表示数等于电源电压,如果灯泡l2短路,则电压表示数等于零。因为此时电压表相当于测量的是一根导线的电压!

第三、掌握几种常见故障现象的分析

1、灯泡不亮问题:在串联电路中经常考察一个电阻和一个灯泡串联时,灯泡突然不亮了的故障分析。

串联电路灯泡不亮问题

灯泡不亮时,单故障有三种可能:灯泡断路、灯泡断路、电阻r断路;双故障有两种可能:灯泡断路且电阻断路、灯泡断路且电阻短路。在具体题目分析时,就可以很快的从这几种故障出发去分析题目中的其他情况!

2、故障引起一个电表变大,一个电表变小:在串联电路中有一个电压表和一个电流表,电路中出现了某种故障,导致电路中一个电表示数变大,另一个电表示数变小。

一个电表示数变大,另一个变小

在上图所示的串联电路中出现一个电表示数变大,另一个电表示数变小的现象时,故障一定是电压表测量对象的故障!

分析时从电流表入手:

如果电流表示数变大,则一定是发生了短路故障,那么谁的短路故障还能让电压表示数变小呢?很显然是电阻r,也就是电压表测量对象发生短;

如果电流表示数变小,则一定是发生断路故障,电流表示数变为零,那么那个用电器断路还能让电压表示数增大呢?这时候你一定想到了,对的!电压表测量对象r断路时,电压表示数等于电源电压,示数增大!

当然在有些题目中会比较复杂,不过有了这基本的规律你就不难去进一步分析其他情况,例如两电表均增大时是灯泡l短路,两个电表均减小时是灯泡l断路!

3、复杂题目分类讨论:对于较为复杂的双故障题目,使用分类讨论的方法,将所有故障列出来然后再根据题目要求选出可能的故障,这样做比较稳妥,也相对安全一些,不会遗漏一些故障情况!

总结:故障电路分析情况很多,但是掌握基本理论基本知识,做题时时时确认电路结构和仪表测量对象,牢记处理电压表的方法,掌握一些常见故障现象的分析方法,多加练习,相信大家一定能搞定故障电路题!

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