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串並聯電路的故障分析是初三物理電學的重要題型,也是物理中考的常考題型,本文就例題詳細解析電路中各電器元件的故障分析方法,希望能給初三學生的物理學習帶來幫助。
例題1
如圖所示,燈L1、L2完全相同,閉合開關S,只有一隻燈亮,且只有一個電錶有示數,其故障可能是()
A、燈L1斷路 B、燈L1短路 C、燈L2斷路 D、燈L2短路
燈L1斷路
電流從電源正極出發,到達第一個節點進行分流,一路經過燈L1,因為燈L1斷路,此路不通,不發光,另一路經過電流表,到達下一個節點,繼續進行分流,一路經過電壓表相當於斷路,另一路經過燈L2,發光,回到電源負極。電壓表測的是燈L2兩端電壓,電流表測的是幹路電流,都有示數,所以不符合題意。等效電路圖如下:
燈L1短路
電流從電源正極出發,到達第一個節點進行分流,一路經過燈L1,因為燈L1短路,不發光,另一支路也被短路,燈L2不發光,電流直接回到電源負極,這是一個短路電路,不符合題意。
燈L2斷路
電流從電源正極出發,到達第一個節點進行分流,一路經過燈L1,回到電源負極,另一路經過電流表,到達下一個節點,繼續進行分流,一路經過電壓表相當於斷路,一路經過燈L2,因為燈L2斷路,此路不通,所以這一支路不通,電流表沒有示數,電壓表測的是燈L1兩端的電壓,有示數,符合題意。等效電路圖如下:
燈L2短路
這也是一個短路電路,燈L1、L2均不發光,不符合題意。
所以,正確選項為C。
例題2
如圖所示,當開關S閉合後,燈泡L1、L2都發光,兩個電錶都有示數,工作一段時間後,突然燈泡L2熄滅、L1仍然發光,兩個電錶都無示數,該電路中可能出現的故障是()
A、電流表斷路 B、燈L2斷路 C、電壓表短路 D、燈L2短路
電流表斷路
電流從電源正極出發,到達第一個節點進行分流,一路通過燈L1回到電源負極,因此燈L1發光;另一路到達電流表,因為電流表斷路,電流在這裡無法通過,電流表沒有示數,因此燈L2沒有電流通過,不發光,電壓表測的是燈L2兩端的電壓,沒有示數。所以,兩個電錶均沒有示數、燈L1發光,燈L2不發光,符合題意。等效電路圖如下:
燈L2斷路
電流從電源正極出發,到達第一個節點進行分流,一路通過燈L1回到電源負極,因此燈L1發光;另一路通過電流表到達下一個節點,繼續進行分流,一路經過電壓表,相當於斷路,另一路經過燈L2,因為燈L2斷路不發光,此路也不通,所以電流表測的兩個支路的電流均為零,電流表沒有示數。電壓表測的是燈L1兩端電壓,有示數。所以,電壓表有示數,不符合題意。等效電路圖如下:
電壓表短路
電流從電源正極出發,到達第一個節點進行分流,一路通過電流表到達下一個節點,繼續進行分流,一路經過電壓表,因為電壓表被短路,沒有示數,這個支路相當於一根導線,同時另一支路的燈L2也被短路,因此燈L2不發光,所以第一個節點分流出來的經過電流表的這個支路相當於一根導線,把另一個支路的燈L1也短路掉了,不發光。所以這是一個短路電路,不符合題意。
燈L2短路
這種情況與上一種情況的分析類似,也不符合題意。
所以,正確選項為A。
結語
分析電路故障的關鍵是對電路的構成方式作出正確的判斷,必須根據題目給出的各種故障種類,分析可能出現的故障結果,再與題目給出的已知故障結果進行對比,確定是否符合題意。