「名師在線」電路故障類題目的判斷方法(二)

2020-12-13 跟我一起學物理

2．實驗電路故障的判斷思路

因為實驗時—般要用電流表或電壓表，有時兩者都用，故實驗電路故障的分析一般是根據電路中電錶（電流表和電壓表的統稱）的示數情況來判斷的．

首先，用電流表來判斷電路是斷路還是短路，這是因為電流表是串聯在電路中，只有一條通路，而電壓表是並聯在電路中，有可能與電壓表並聯的用電器斷路而被電壓表接通．因此，在有故障的電路中，若電流表有示數，說明是閉合電路，這時電路的故障只能是短路而不能是斷路；反之，若電流表無示數，電路只能是斷路而不能是短路（當然這樣的結論是在排除電流表自身故障的情況下得出的）．

其次，再用電壓表來判斷故障位置．若電壓表有示數，說明和電源連通，構成了迴路，如果這時電路的故障是短路，短路只能發生在電壓表兩連接點之外（見圖2），因為短路如果發生在電壓表兩連接點的跨度之內，這時的短路不僅會導致此處用電器被短路，同時也使電壓表被短路，電壓表不可能有示數；如果電路故障是斷路，當電壓表有示數時，斷路只能發生在電壓表兩接點之內，若斷路發生在兩連接點之外，電壓表就會和電源斷開，這樣電壓表就不會有示數．

圖2

綜上所述，可將含有電錶電路故障的分析思路歸納如下：

上圖中「有」、「無」分別代表電錶有無示數；「內」、「外」分別表示電路中故障發生在電壓表兩接點之內還是之外．

例5 （2016茂名）如圖3所示電路，當開關S閉合後，燈L↓1、L↓2均正常發光，電流表和電壓表均有示數．過一會兒，兩燈突然熄滅，電流表示數為零、電壓表示數變大，可能發生的故障是（　　）

A．L↓1斷路

B．電流表斷路

C．L↓2斷路

D．L↓1短路

圖3

【分析】本題中兩燈都不亮，先判斷出是斷路，再根據電壓表有讀數，說明L↓1沒有斷路，只能是L2斷路．

【解答】根據前面得出的結論和題意分析．因電流表示數為零，說明電路某處斷路．又因電壓表有示數且偏大，說明此時的故障（斷路）只能發生在電壓表兩接點之內．所以，電路故障只能是電燈L2斷路．

故選C．

【點評】此題考查了用電流表、電壓表來判斷電路故障，對兩表的用法和特徵要會運用．使用完好的電流表檢驗電路故障時，將電流表與用電器串聯，閉合開關，若電流表有示數，說明串聯的用電器短路；若沒有示數，說明串聯的用電器斷路．電壓表示數增大，原因有兩個：與之並聯的導體斷路，與之串聯的導體短路．

例6 （2017營口）如圖4所示的電路中，電壓表示數為零，燈泡L↓1、L↓2均不亮，如果把電壓表改接在L↓1兩端，示數為2.8V，如果把電壓表改接在電源兩端，示數也為2.8V，則該電路的故障是（　　）

A．L↓1斷路

B．L↓2斷路

C．L↓1短路

D．L↓2短路

圖4

【分析】兩燈都不亮，說明沒有電流從任何一盞燈通過，因此不可能是一盞燈短路，另一盞燈完好，具體原因根據電壓表有無示數判斷．

【解答】如果L↓1斷路，L↓1和L↓2都不發光，圖中電壓表並聯在L2兩端，則電壓表與電源的兩端不相連，電壓表無示數；將電壓表並聯在L↓1兩端時，電壓表示數為2.8V，則電壓表串聯在電路中測電源電壓；如果把電壓表改接在電源兩端，示數也為2.8V，進一步說明了電壓表並聯在L↓1兩端時電壓表測電源電壓，故A符合題意；如果L↓2斷路，L↓1和L↓2都不發光，電壓表並聯在L↓2兩端，則電壓表與電源的兩端相連，電壓表有示數，故B不符合題意；如果L↓1短路或L2短路，其中一個燈泡會發光，所以C、D不符合題意．

故選A．

【點評】用電壓表判斷電路故障時，如果有示數，說明與電壓表串聯的元件是完好的；如果無示數，說明與電壓表串聯的元件有斷路，或與電壓表並聯的元件短路．

例7 如圖5所示，由一個電阻和一個電燈組成的串聯電路，其電阻完好，電路連接情況正確，但電燈不亮．若分別提供電流表或電壓表，你將怎樣判斷電路中的故障？

圖5

【分析】根據題意，電阻完好且電路連接正確，電燈不亮的原因只能發生在電燈泡自身．在故障檢查中，

如果只提供了電流表，則將電流表串聯接入電路中．若電流表有示數，說明電路是通的，故障是電燈泡被短路；若電流表無示數，說明電路中出現了斷路，這時斷路只有可能發生在電燈處（有可能是燈絲斷了或者燈泡與燈座接觸不良）．

如果只給了電壓表，有兩種方法：

（1）將電壓表並聯在電阻兩端，因電阻完好，若電壓表有示數，則可能是電壓表兩接點之外短路，即電燈泡可能被短路，若電壓表無示數，則說明電燈泡處出現了斷路現象．

（2）將電壓表並聯在電燈泡兩端，若電壓表有示數，說明兩接點之內沒有短路現象，這時電路中的故障只能是電燈斷路；若電壓表無示數，則說明兩接點之內有短路現象，即電燈被短路．

練習題

8．如圖6所示，電源電壓恆為12V，當開關閉合時，電壓表示數為12V，這一現象說明（ ）

A．燈泡L、電阻R↓1和R↓2都是好的．

B．燈泡L、電阻R↓1和R↓2都是壞的．

C．電阻R↓1和R↓2是好的，但燈絲斷了．

D．燈泡燈絲是好的，電阻R↓1和R↓2都是壞的或其中一個是壞的

圖7

圖6

9．如圖7所示電路，當開關閉合後，燈泡不亮，電流表無示數，用電壓表測量ab及cd間的電壓值均為零，而測ad及cd時均有電壓．根據上述情況，故障的原因可能是_____ ．

圖7

10．如圖8所示是測小燈泡電阻的電路圖．閉合開關後，燈泡正常發光，電壓表示數正常，但電流表指針不動．這可能是（ ）

A．電流表已燒壞，電路不通．

B．電流表完好，但電路未接通．

C．電流表接線短路．

D．燈泡接線短路．

圖9

圖8

11．如圖9所示，用電壓表測小燈泡L1兩端的電壓，S 閉合後，發現電壓表讀數為零，對於這一現象，下列猜測肯定錯誤的是（ ）

圖9

A．燈L↓1斷路

B．燈L↓1短路

C．燈L↓2斷路

D．電壓表內部斷路

12．如圖10所示，開關S閉合後，小燈泡不發光，電流表無示數．這時用電壓表測得a、b兩點間和c、d兩點間的電壓均為零，而a、d間和b、c間的電壓均不為零，下列判斷正確的（ ）

A．電源接線柱接觸不良．

B．開關的觸片或接線柱接觸不良．

C．電流表接線柱接觸不良．

D．燈泡燈絲斷了或燈座接觸不良．

圖11

圖10

13．（2013達州）如圖11所示，電源電壓保持不變，開關S閉合後，燈L↓1和L↓2都正常發光，一段時間後，一盞燈突然熄滅，而電壓表和電流表示數都不變，則故障原因可能是（　　）

圖11

A. 燈L↓1短路．

B. 燈L↓2短路．

C. 燈L↓1斷路．

D. 燈L↓2斷路．

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