实验法判断电路故障

于玉华

中图分类号：G633.7文献标识码：B文章编号：1672-1578（2014）12-0291-02初中物理电学部分，对电路故障的判断是一个重点也是一个难点，虽然初中物理已经降低认知难度，只研究两个用电器的连接，虽然学生们都知道电路中电流的形成类似于水流，电流从电源的正极流出，经用电器，最后流回到电源负极。老师们也不止一次的提醒学生：电压表相当于一个非常大的用电器，大到相当于断路，如果把电压表与用电器串联在同一个电路中，因为电流非常微弱，用电器无法工作，但是电压表的内阻非常大，所以电压表的示数非常大，几乎等于电源电压。老师们都形象的让学生认知电流表以及电压表的特点，但是仍有很多学生"难识庐山真面目，只缘还在迷糊中"。

鉴于初中生好动爱玩的性格特点，不妨用实验的方法降服电路故障这只拦路虎。

预备：让学生按照(如图1)连接好电路，闭合开关，观察电流表、电压表的示数。

图1图2

第一步：拧下L1，学生观察到L1、L2都不亮，的示数都变为零。

第二步：L1复位，拧下L2，学生观察到L1、L2都不亮，示数变为零，示数变大，几乎等于电源电压。

学生很轻松的总结出：两灯串联时，如果两灯都不亮， 的示数变为零，则一定是断路，再根据电压表的示数判断是哪盏灯断路，如果 示数为零，是L1断路；如果 有示数，则是L2断路。（与电压表并联的灯泡断路时，电压表示数很大，几乎等于电源电压；反之，电压表示数为零。）

第三步：用导线并联在L1两端，学生观察到L1不亮，L2亮， 示数都变大。

第四步：用导线并联在L2两端，学生观察到L2不亮，L1亮， 示数变大，示数变为零。

学生总结出：两灯串联时，如果一灯亮一灯不亮， 有示数，则一定是短路，再根据电压表的示数判断是哪盏灯短路， 有示数，是L1短路， 无示数，则是L2短路。（与电压表并联的灯泡短路时，电压表示数为零；反之，电压表有示数。）

四步实验做完，学生知道首先根据灯的亮灭情况先判断出断路还是短路，再根据电压表的示数作出具体判断。

学生有了直观的感知，结合电流表电压表的特点，电路故障这个难关就顺利通过了。我们不妨来看这样几道电路故障题吧。

例1、在(如图2)所示电路中，开关闭合时电路中的电流表没有示数，但电压表有示数，那么电路发生故障的原因可能是（）

A．灯泡L1灯丝断了B．灯泡L2灯丝断了

C．灯泡L1短路D．灯泡L2短路

分析：由电路可知，两只灯泡串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡L2两端电压，闭合开关电流表没有示数，说明电路是断路；因为电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极之间连接完好，因此L1完好，没有发生断路。

解：A、如果灯泡L1灯丝断了，整个电路是断路，电流表电压表都没有示数．此选项不符合题意；

B、如果灯泡L2灯丝断了，电流表、灯泡L1、L2是断路，电流表无示数；电压表与灯泡L1、电源是通路有示数．此选项符合题意；

C、如果灯泡L1短路，电流表是通路有示数，电压表是通路有示数．此选项不符合题意；

D、如果灯泡L2短路，电流表是通路有示数，电压表短路无示数．此选项不符合题意．

故选B．

例2、在(如图3)所示电路中，电源电压6V，电压表示数是6V，当电路出现故障，只有一盏灯不发光，则电路故障是（）

A.灯L2断路 B.灯L2短路C.灯L1断路D.灯L1短路

分析：开关闭合时，发现只有一只灯泡发光，说明电路有短路现象，而没有发生断路。电压表有示数为6V，说明与电压表并联的L2没有短路，电压表有示数，而且等于电源电压，说明电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的。

解：A、C、两灯串联，若L1、L2其中任一个断路，另一个都不会发光，故A、C都错，不符合题意．

B、灯L2短路，L2不发光、L1发光，电压表无示数，故B错，不符合题意．

D、灯Ll短路，L1不亮、L2亮，电压表有示数，测量L2两端电压，并且等于电源电压为6V，故D正确，符合题意．

故选D

例3：(如图4)所示，当开关闭合后，发现电压表的示数为零，若电路中只有一处故障，则不可能出现故障是（）

图3图4图5

A.L2的灯丝断开B.L1的灯丝断开

C.电压表接线断开D.开关接能不良

分析：电路图可知：两只灯泡串联，电压表测量L1两端电压。电压表示数为零，说明电压表可能被短路或由于断路使电压表不能与电源两极相连。

A、L2的灯丝断开时，电压表不能与电源的正极相连，故示数为零；不符合题意；

B、L1的灯丝断开时，电压表能与电源两极相连，则电压表有示数；符合题意；

C、电压表接线断开时，电压表不能与电源两极相连，则电压表示数为零，不符合题意；

D、开关连接不良时，电压表不能与电源的正极相连，故示数为零；不符合题意．

故选B．

例4：在(如图5)所示的电路中，闭合开关S，灯L不亮，电压表有示数，若电路故障在灯L或电阻R上某一处，对于故障的分析，下列判断正确的是（）

A.一定是电阻R断路

B.用导线连接电阻R两端，根据灯的亮暗可以检测出故障原因

在电路中再串联一个电流表，根据电流表有无示数可以检测出故障原因

D.在L两端再并联一个电压表，根据电压表有无示数可以检测出故障原因

分析：由电路图知，灯泡和电阻串联，电压表测量R两端电压；电路故障包括短路和断路；根据电压表的示数和灯泡的亮暗情况，逐步分析即可判出故障。

解：A、闭合开关S电压表有示数，说明与电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此故障可能是灯L短路，或电阻R断路；故A错误；

B、如果L短路，则用导线连接电阻R两端将发生电源短路，不仅灯泡不会发光，还将烧坏电源，故B错误；

C、在电路中串联一个电流表，电流表有示数，说明故障为L短路；如果电流表无示数，说明故障为R断路；故C正确；

D、在L两端并联一个电压表，无论L短路，还是R断路，电压表都没有示数，故D错误。

故选C。

一个简单的小实验，帮我们解决了大问题，结合电流表、电压表的特点，分析电路故障题是不是很轻松了？结合你手边的资料，来试试吧。