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高中物理:常见电路故障的特点与分析

 乡巴佬 2018-06-15

常见电路故障的特点:

1、断路特点:电路中发生断路时,表现为电源电压不为零,而电流为零;断路后,电源电动势将全部降落在断路处,若外电路中某两点间的电压不为零,且等于电源电动势,则这两点间有断点,而这两点到电源之间的电路为通路.

2、短路特点:电路中发生短路,表现为电路中仍有电流通过,但是测不出电压,即短路部分电压为零.


明确电路故障的特点是正确分析电路故障问题的基础.

 

一、仪器检测法


断路故障的判断:将电压表接在电源两极,有电压,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则该段电路中有断点。

短路故障的判断:选择合适量程,将电压表接在电源两极,有电压,再逐段与电路并联,当电压表示数为零时,该部分被短路;当电压表示数不为零,则该部分不被短路或不完全被短路.

1、如图1所示电路中,电流表读数I=0.75A,电压表的读数U=2V,某一电阻烧断后,电流表读数I=0.8A,电压表的读数U=3.2V.已知R3=4Ω,试判断发生故障的电阻是       ,电源电动势为        

分析:如果题中没有涉及电流表和电压表的内阻问题,即将电表视为理想表,可把电流表看成导线,把电压表看成断路.因为电压表内阻很大,所以与电压表串联的小电阻可认为是等势体,相当于导线。

解析:依题意,某电阻烧断前后,电压表和电流表均有读数,则只能是R1烧断.

因为电压表内阻远大于R3,所以U′可以看作路端电压,即R2两端电压,故有

R1未断时,有,因此R1=8Ω,,电源电动势为

,解得E=4V.

二、假设法


将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生故障,运用直流电路相关规律进行正向推理,推理结果若与题目现象不符合,则故障不是发生在这部分电路;若推理结果与题目现象符合,则故障可能发生在这部分电路.直到找出发生故障全部可能的情况为止.此法也可称为验证法或排查法.

2、如图2所示电路中,由于某处出现了故障,导致电路中的AB两灯变亮,CD两灯变暗,故障的原因可能是(  

A. R1短路

B. R2断路

C. R2短路

D. R3短路

分析:本题也可用“排除法”一个一个地排除.请同学们具体试一试,看结果是否相同.

解析:A灯在干路上,A灯变亮,说明电路中总电流I变大,由闭合电路欧姆定律可知电路中的外电阻R是减小的,这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路,因为短路部分的电阻变小,分压作用减小,与其并联的用电器的电压降低,故B被排除.CD两灯变暗,AB两灯变亮,这又说明发生短路的电阻与CD两灯是并联的而与AB两灯是串联的.观察电路上电阻的连接形式,只有R3短路符合条件.故D正确.

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