电路故障分析

电路故障分析

 

电路故障分析是综合考查学生电路知识、电流表、电压表特点以及电路中的物理量的规律等知识的一种类型题，也是考查学生解决实验中可能遇到的实际问题的能力的好形式，因而是考试中必不可少的题型。电路故障，常见的情况是断路和短路，检验的方法有小灯泡法、电压表法、电流表法、导线法。下面以只存在一处故障为例说明故障判断的方法。

一、断路的判断

1．断路的主要变现。断路最显著的特征是电路(并联的干路)中无电流（电流表无读数），且所有用电器不工作（常是灯不亮），电压表读数接近电源电压。如果发现这种情况，则电路的故障是发生了断路。

2．判断的具体方式。采用小灯泡法、电压表法、电流表法、导线法等与电路的一部分并联。原理是在并联的部分断路时，用小灯泡法、电压表法、电流表法、导线法等与电路的一部分并联再造一条电流的路径，若这条路径搭在哪里使电路恢复通路，则与之并联的部分就存在断路。

（1）电压表检测法。把电压表分别和逐段两接线柱之间的部分并联，若有示数且比较大（常表述为等于电源电压），则和电压表并联的部分断路（电源除外）。电压表有较大读数，说明电压表的正负接线柱已经和相连的通向电源的部分与电源形成了通路，断路的部分只能是和电压表并联的部分。

（2）电流表检测法。把电流表分别与逐段两接线柱之间的部分并联，如果电流表有读数，其它部分开始工作，则此时与电流表并联的部分断路。注意，电流表要用试触法选择合适的量程，以免烧坏电流表。

（3）导线检测法。将导线分别与逐段两接线柱之间的部分并联，如其它部分能开始工作，则此时与电流表并联的部分断路。

（4）小灯泡检测法。将小灯泡分别与逐段两接线柱之间的部分并联，如果小灯泡发光或其它部分能开始工作，则此时与小灯泡并联的部分断路。

例1　在下图所示电路中，电源电压不变。闭合开关K，电路正常工作。一段时间后，发现其中一个电压表示数变小，则 （ ）

A.灯L可能变亮

B.灯L亮度可能不变

C.电阻R可能断路

D.电阻R可能短路

分析：本题中电阻和灯泡串联，电压表V₁测总电压，读数和电源电压相等且保持不变，所以是电压表V₂读数变小。V₂测的是电阻R两端电压，根据分压关系，它两端电压变小，L可视为定值电阻，V₂的读数只能变为零，则电灯L两端电压必变大，而变大的原因只能是R发生短路，或L发生断路。对照题中选项，可判断出A、D正确。

二、短路的判断

并联电路中，各用电器是并联的，如果一个用电器短路或电源发生短路，则整个电路就短路了，后果是引起火灾、损坏电源，因而是绝对禁止的。

串联短路也可能发生整个电路的短路，那就是将导线直接接在了电源两端，其后果同样是引起火灾、损坏电源，因而是绝对禁止的。

较常见的是其中一个用电器发生局部短路。一个用电器两端电压突然变大，或两个电灯中突然一个熄灭，另一个同时变亮，或电路中的电流变大等。这些情况是经常考查的主要方式。

1．短路的具体表现：

（1）整个电路短路。电路中电表没有读数，用电器不工作，电源发热，导线有糊味等。

（2）串联电路的局部短路。某用电器（发生短路）两端无电压，电路中有电流（电流表有读数）且较原来变大，另一用电器两端电压变大，一盏电灯更亮等。

2．判断方法：短路情况下，是“导线”成了和用电器并联的电流的捷径，电流表、导线并联到电路中的检测方法已不能使用，因为，它们的电阻都很小，并联在短路部分对电路无影响。并联到其它部分则可引起更多部位的短路，甚至引起整个电路的短路，烧坏电流表或电源。所以，只能用电压表检测法或小灯泡检测法。

（1）电压表检测法。把电压表分别和各部分并联，导线部分的电压为零表示导线正常，如某一用电器两端的电压为零，则此用电器短路。

（2）小灯泡检测法。把小灯泡分别和各部分并联，接到导线部分时小灯泡不亮（被短路）表示导线正常。如接在某一用电器两端小灯泡不亮，则此用电器短路。

例2　在下图中，当开关 K闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为4V。过了两分钟，电压表示数突然变为0，经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，请分析造成这种情况的原因可能有：_____________________。

分析：电压表示数为0，其原因有三：一是电压表没有接好或电压表损坏；二是小灯泡L₂短路；三是小灯泡L₁断路。因为原来电压表有示数，可排除原因一的情况。那么还有两种情况都是可能的。

答案：小灯泡L₂短路；小灯泡L₁断路。

【练一练】

1．在下图所示的电路中，电源电压等于6V，合上开关后电压表示数为6V。经分析得出，电路中可能发生的情况是：______________________________。

2．在如图14所示的电路中，电源电压不变。闭合开关K后，灯L₁、L₂都发光。一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因可能是（　　）

A.灯L₁短路 B.灯L₂短路

C.灯L₁断路 D.灯L₂断路

3．在图16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V_l的示数变小，电压表V₂的示数变大，则产生这一现象的原因是 ( )

A.灯L₁断路。 B.灯L_l短路。

C.灯L₂断路。 D.灯L₂短路。

4．小明按如图甲所示的电路进行实验，当开关闭合后，V₁和V₂的指针位置完全一样，如图乙所示，造成这一现象的原因是( )

A.可能Ｌ₁开路

B.可能Ｌ₂短路

C.可能 V₁和V₂所选量程不相同，Ｌ₁短路

D.可能 V₁和V₂所选量程不相同，电路各处完好

5．下图是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L₁亮，灯L₂不亮，电流表和电压表均有读数．则故障原因可能是（ ）

A.L₁断路 B.L₁短路

C.L₂断路 D.L₂短路

6．下图所示的电路中，电源电压为6V，当开关S闭合后，只有一只灯泡发光，且电压表V的示数为6V，产生这一现象的原因可能是（ ）

A.灯L₁处短路　　B.灯L₂处短路

C.灯L₁处断路　　D.灯L₂处断路

7．下图所示，当开关S闭合时，发现电流表指针偏转，电压表指针不动。该电路的故障可能是（ ）

A.灯L₂的接线短路　　

B.灯L₁的接线短路 　　

C.灯L₁的灯丝断了

D.灯L₂的灯丝断了

参考答案：

1．电阻R处断路或电灯L发生局部短路。 2．C 3．B 4．D 5．D 6．B 7．B