1、电路故障类型及原因分析一、短路与断路现象分析 电路故障类型，主要有两种，短路和断路。 短路，又分为电源短路和用电器短路两种。 1、电源短路，指导线不经过用电器而直接接到了电源的两极上。导致电路中电流过大，从而烧坏电源。这种情况是绝对不允许的。 电源短路，如图两种情况，一种是开关闭合，导线直接接到电源两极上；另一种是开关闭合，电流表直接接到了电源两极上。2、用电器短路，指的是串联的多个用电器中的一个或多个（当然不是全部）在电路中不起作用，这种情况是由于接线的原因或者电路发生故障引起的。这种情况一般不会造成较大的破坏。用电器短路，从实验的角度给学生做如图所示的实验，学生观察到：闭合开关，灯泡L1、
2、L2 发光，当用一根导线并接到 A、B 两点之间，灯泡 L2 熄灭，灯泡 L1 变亮。事实告诉同学们，此时灯泡 L2 中没有电流流过，电流从电源正极流到 A 点后，只经过导线流到 B 点，再流过 L1，回到电源负极。 将这一现象上升到理论就是：从同一起点 A 到同一终点 B，如果存在多条可能的通路，但其中有一条是导线，则电流只流经导线，不通过其他任一通路。这种现象表现出了自然界“最经济的原理”。断路，指电路断开的情况，可能是由于接触问题或者电流过大把用电器烧毁引起的。二、电路故障模拟实验如图所示，灯泡 L1 和灯泡 L2 串联在电路中，为了帮助同学们理解故障原因，分别做以下四个模拟实验： 22
3、实验一：模拟灯 L1 短路的情形，取一根导线并接到 L1 的两端，闭合开关，观察到灯L2 发光，且亮度变亮，电流表示数变大，电压表无示数（被短路）； 实验二：模拟灯 L1 断路的情形，将灯 L1 从灯座上取下来，闭合开关，观察到灯 L2 熄灭，电流表无示数，电压表示数变大，为电源电压； 实验三：模拟灯 L2 短路的情形，取一根导线并接到 L2 的两端，闭合开关，观察到灯L1 亮度变亮，电流表示数变大，电压表示数变大； 实验四：模拟灯 L2 断路的情形，将灯 L2 从灯座上取下来，闭合开关，观察到灯 L1 熄灭，电流表无示数，电压表也无示数。三、判断故障的方法使用电压表、电流表、小灯泡、导线等都
4、可以判断故障所在，以下举例说明。方法一、电压表检测法例 1 在电学实验中，遇到断路时，常用电压表来检测。某同学连接了如图 1 所示的电路，闭合开关 S 后，发现灯不亮，为检查电路故障，他用电压表进行测量，结果是，则此电路的故障可能是（ ）A开关 S 接触不良 B小灯泡灯丝断了Cd、e 间出现断路 De、f 间出现断路分析：观察电路，灯泡和定值电阻串联，闭合开关 S 后，发现灯不亮，说明发生断路故障。用电压表测量时，表与被测元件并联，相当于在被测元件旁又使电流有了一条路径。若被测元件通路，由于电压表电阻很大，等效于开路，对电路无影响，其示数为零；若被测元件断路，电流不能从元件通过，只能从电压表通
5、过，因电压表的电阻很大，这个电流很小，灯泡不亮，但电压表有示数，且近似等于电源电压。本题中电压表测得 ，说明电源可提供 3V 电压； ，说明 a、d 两点与电源两极相连的电路某处断开，说明故障在 d、e 两点之间且为断路。选择 C。 方法二、导线检测法例 2 （06 大连）如图所示，闭合开关 S 时，灯泡 L1、L2 都不亮，用一根导线的两端接触 a、b 两点时两灯都不亮；接触 b、c 两点时，两灯都不亮；接触 c、d 两点时，两灯都亮。则（ ）33A灯 断路 B灯 断路 C灯 短路 D开关 S 断路分析：闭合开关 S 时，灯泡 L1、L2 都不亮，说明电路发生断路故障。用一根导线的两端接触
6、a、b 两点时两灯都不亮，说明断路故障发生在灯 L2 和开关上；接触 b、c 两点时，两灯都不亮；说明断路故障发生在灯 L1 和开关上；接触 c、d 两点时，两灯都亮，排除灯泡故障，说明开关 S 断路，故选 D。电流表、小灯泡的检测法与导线相似，电流表检测时要防止造成电源短路。四、典型练习题1如图 2 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 处短路 B灯 处短路C灯 处断路 D灯 处断路2如图 3 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 的接线短
7、路 B灯 的接线短路C灯 的灯丝断了 D灯 的灯丝断了443在图 4 所示的电路中，电源电压不变，闭合开关 S 后，灯 、 都发光。一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数不变，产生这一现象的原因可能是（ ）A灯 短路 B灯 短路C灯 断路 D灯 断路（以上 3 道练习题的答案分别是：B、A、D）二、串、并联电路的判断方法1用电器连接法分析电路中用电器的连接法，逐个顺次连接的是串联，并列接在电路两点间的是并联。2电流法在串联电路中电流没有分支，在并联电路中干路的电流在分支处分成了几部分。3共同接点数法在串联中，某一用电器与另一用电器只有一个共同的连接点，而在并联中，某一用电器与另
8、一用电器有两个共同的连接点。4在分析电路连接情况时，从电源正极开始，顺着电流的方向，一直到电源的负极。5由于在初中阶段多个用电器的连接不涉及混联，因而对于初中生来说，电路连接的最终结果只能是电路两种基本连接方式串联和并联之一。6由于电路图画法的多样性，也造成学生不习惯而难以辨认，此时只须将原电路图整理改画成常见的标准形式，透过现象看本质。如图 1 的标准形式是图 2，图 3 的标准形式是图4，图 5 的标准形式是图 6，另外图 7、图 8 都可把它画成标准形式的。图 1 图 255图 3 图 4图 5 图 6图 7 图 8三、几个常见电路元件的特殊处理我们在分析电路连接情况时，往往是针对用电器
9、而言的，其它元件如开关、电压表、电流表等这些“拦路虎”，对我们分析比较复杂的电路来说负面影响很大，如果既可将有些元件从电路图中拆掉，又能保证那些元件拆掉后不影响用电器的原连接情况的的话，原电路图就可以得到简化，以便揭开“庐山真面目”。为此，我们完全可以依据所拆元件的特性进行简化，其方法是：1开关若是开关闭合，就在原开关处画一导线连通，若是开关断开，就将此路完全去掉不要。2电压表由于电压表的电阻很大，因此可把连电压表处当成开路，只须把电压表拆掉即可。3电流表由于电流表的电阻很小，因此可把连电流表处当成短路，电流表拆下处要用导线连通。通过上述方法所得的简化图表示出的用电器连接情况即为原电路中用电器
10、连接情况。此步最好在草稿纸上，用铅笔先画出原电路图后，从电源正极开始，逐一依序增删，直到电源负极为止。例如，我们要判断图 9 中当开关 S 和 S 都断开时，电阻 R、R 和 R 的连接情况，对开66关、电压表、电流表依序进行简化后的电路图分别如图 10、11 和 12 所示。我们从图 12 不难看出电阻 R 和 R 串联。图 9 图 10图 11 图 12四、关于电表示数问题首先弄清楚各电表是测的什么物理量，电流表测的是通过哪个的电流就是看它串在哪一路上，电压表测的是谁的电压就看电压表直接接在谁的两端（注意：电源电压是总电压即最高电压，如在图 10 中，不能说电压表测的是电源与 R1 的总电
11、压，而只能说是 R3 的电压）。有时对比较复杂的电路，还需要结合上述第三条将电路简化后，再将电表依照原电路图逐一还原到电路中去判断，以降低难度。五、滑动变阻器的变化首先弄清楚滑动变阻器的连接情况。由于滑动变阻器的使用是“一上一下，各用一个”，连入电路的就是滑片与下接线柱间的这部分，很多人在电路图上看不懂滑动变阻器的连接情况，就是没懂其实物连接与元件符号是完全一致的道理，其实，当滑片滑动时我们就可在电路图上直接看这部分是变长了还是缩短了，从而确定其连入电路的阻值是增大了还是减小了，只有真正弄清楚了这个问题才能进一步弄清楚其电流、电压变化的情况，以及整个电路的电阻变化，电流、电压变化的情况。如图
12、13 中滑动变阻器的元件符号上画有斜线部分为连入电路部分。77图 13 图 14图 15 图 16上述电路分析的分解方法，仅为“山穷水尽”者提供一个化难为易扎牢基本功的辅助策略，应用之可有“柳暗花明”之欣喜。实际上，我们对电路的分析是一个复杂的综合体，必须全盘考虑且要求思维的流畅性和闪电性，无须受上述方法的羁绊，只有在必要时才有选择地灵活地综合地变通地运用，要注意将各方法视为参与化学反应的反应物，我们所希望的是这些反应物参与化学反应生成新物质，发生质变，发散中有求异，否则将会弄巧成拙而事倍功半的。下面看看 20003 年中考题中计算题的电路吧。图 14（广州市图 8）中，要立刻看出，当S1、S
13、2 断开时，电阻 R1 与 R2 串联，电压表测的是 R2 的电压，电流表测的是通过 R1 或 R2的电流；对当 S1、S2 都闭合时，电阻 R2 被短路，R1 和 R3 并联，电流表测的是干路电流，电压表的示数为 0，等等情况，应了如指掌。图 15（兰州市图 23）中，当 S1 和 S2 断开时，L 和 R1 串联，当 S1 和 S2 闭合时，R1 和 R2 并联；各种情况下，变阻器 R1 是将 Pb 部分连入电路，滑片 P 向 a 端滑动时，其连入电路的阻值是增大，若滑片 P 向 b 端滑动时其连入电路的阻值是减小，电压表的示数不变，均为电源电压，等等，要胸有成竹。图 16（青海省图11）
14、中的情况又如何呢？对有良好的知识、技能和心理素质的来说，这问题也只不过是一戳就穿的纸老虎哟！值得一提的是，很多人对开关的通断、滑动变阻器的滑片滑动等这些动态的情况，产生畏惧心理，一头雾水，不知所措，其实我们只需保持头脑清醒，分清各种情况最重要，混杂不清孤立地静止地看问题是常见病，记住各个击破是上策，操之过急和知难而退不可取！学习患无疑，疑则有进，大胆尝试，注重自身案例分析，反思过错，只要不犯重复性错误，一次次错误不正一步步逼近正确吗？人非圣贤，孰能无错，知错就改吧，没有人能随随便便成功，“所有坚韧不拔的努力迟早会取得报酬的”，彩虹总在风雨后。88电流和电路测试题河北省蔚县代王城中学 康万胜 一
15、、填空题（每 2 空 1 分，共 18 分）1电流的形成是由于_。金属中的_形成了电流，电流的方向沿着_方向流动。2电路是由_、_、_、_组成的。电池、发电机是_，灯泡、电铃等是_。3如图 1 所示，碳棒 A、B 立于硫酸铜溶液里，通电后，碳棒 A 上析出红色的铜。据此可以判定：电源的 C 端是_极。在导线 BD 中定向移动的电荷是_，电流方向是_。在溶液里定向移动的电荷是_，电流方向是_。4把两个灯泡连入电路，要使两个灯泡同时发光，连接方法有_种。把两个灯泡_连接起来的电路，叫做_电路；把两个灯泡_连接起来的电路，叫做_电路。5电流是表示_的物理量，用符号_表示，国际单位是_，用符号_表示；
16、测量电流强弱的仪表叫_，用符号_表示，实验室的电流表一般有_个量程。6节日用小彩灯由 28 个小灯泡串联而成，接入电路，现测得第 1 只小灯泡的电流为01A，那么通过第 25 只小灯泡的电流为_A。7如图 2 所示，如果要使灯 L1、L2 串联，则应闭合开关_，断开开关_，如果电流表的示数为 025A，则通过 L1 的电流为_A，通过 L2 的电流为_A；如果要使灯 L1、L2 构成并联，则应闭合开关_，断开开关_，如果电流表的示数为 08A，通过 L1 的电流为 035A，则通过 L2 的电流为_A。99图 28小明家中装有一台电视机、一台洗衣机、两盏照明灯，正常工作时的电流分别为200 m
17、A、1A、300mA 和 250mA。如果电路中的电流不允许超过 3A，他家最多还能再装 300mA的照明灯_盏。 二、选择题（每题 3 分，共 42 分）1电路中获得持续电流的条件是（ ）A电路中存在大量的自由电子 B电路中必须有电源C电路中有电源，且电路闭合 D电路中有电源，且有灯泡2下列说法中不正确的是（ ）A任何情况下都不能把电池的两端直接连在一起B电路中电流的方向是“正极负极”C在电路中，电源是把其他形式的能转化为电能的装置D一般的电路由电源、用电器、开关和导线组成3在研究电流的特点时，经常用同样看不见、摸不着的水流相比，这种科学思维方法可以叫做（ ）A控制变量法 B模型法C类比法
18、D归纳法4从显象管尾部发射出来的电子，高速撞击在电视机荧光屏上，使屏幕发光，则在显象管内（ ）A电流的方向从灯丝到荧光屏 B电流方向从荧光屏到灯丝C显象管内是真空，无法通过电流 D显象管中电流的方向不断改变5下列电路图中两灯属于串联的正确电路是（ ）10106由一个电源、两个小灯泡、一个开关和若干导线组成的电路，当开关闭合时，两灯都亮。当开关断开时，下列说法正确的是（ ） A如果两灯都亮，则两灯一定是串联 B如果两灯都不亮，则两灯一定是并联C如果只有一个灯亮，则两灯一定是串联 D如果只有一个灯亮，则两灯一定是并联7如图 4 所示，当开关 S 闭合时，灯 L1、L 2均不亮。某同学用一根导线探究
19、其故障：当把导线并接在灯 L1两端时发现灯 L2亮，灯 L1不亮；当把导线并接在灯 L2两端时发现两灯都不亮，由此可知（ ）A灯 L1短路 B灯 L1断路 C灯 L2短路 D灯 L2断路8小明同学使用电流表时，本应使用“”和“3”接线柱，但误将“”和“06”接线柱接入电路，而电流还是从“06”接线柱流入，从“”接线柱流出。这样做的结果将是（ ）A电流表的指针转过的角度变小了B电流表的指针转过的角度变大了，电流表可能烧坏C电流表的指针不动 D电流表的指针反向偏转9小芳同学在用电流表测电流时，发现把开关闭合时，电流表的指针向没有刻度的一侧偏转，这说明她的电路出现了什么故障（ ）A电路中电流太大 B
20、电路中的电流太小C电流表直接接在电源上 D电流表的“+”、“”接线柱接反了10方芳在连接电路时发现：当开关 S 断开后，三个小灯泡同时熄灭了，说明此三个小灯泡的连接方式是（ ）A串联 B并联 C混联 D以上三种情况都有可能111999 年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂轰炸时，使用了一种石墨炸弹。这种炸弹爆炸后释放大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，造成电厂停电。这种炸弹的破坏主要是（ ）A炸塌厂房 B炸毁发电机 C使设备短路 D 切断输电线12如图 5 所示，开关闭合时电流表示数为 04A，若通过 L1的电流为 I1，通过 L2的电流为 I2，则（ ）AI 1=I2=04A
21、 BI 1=I2=02A CI 1=04A I 2=0A DI 1=0 I2=04A111113如图 6 所示，当开关 S 断开时电流表 A1、A 2的示数分别为 I1、I 2，开关 S 闭合时电流表 A1、A 2的示数分别为 I1、I 2，则下列各式正确的是（ ）AI 1=I2，I 1=I2=0 BI 1I2，I 1I2=0CI 1I2=014如何操作可使图 6 中的两电流表示数不相等，（ ）A断开 S B两电流表互换位置 C闭合 S D两个灯泡换成规格一样三、设计题（每题 10 分，共 20 分）1给你个小灯泡、两个开关、电源和若干导线，请设计一电路，要求：（1）两个灯泡互不影响；（2）一
22、开关断开后，无论另一开关是否闭合，两灯均不亮。2请你设计一个用发光二极管制作的小仪器，用来判断电池的正负极，或者判断电路中的电流方向，说出你的方法，画出你的设计图。四、实验题（20 分）如图 7 所示，给你两节干电池、一只开关、两个小灯泡、两只电流表和若干导线。请你设计一个实验电路：要求两个小灯泡并联，一只电流表测干路中的电流，另一只电流表测支路中电流，开关同时两个小灯泡中电流的通断。1画出电路图。 2按你设计的电路图将下列电路元件连接成实物电路。1212电流和电路测试题（参考答案）一、填空题 1电荷的定向移动；自由电子的定向移动；正极；用电器；负极。2电源；导线；用电器；开关；电源；用电器。3负极；自由电子；BD；正负离子和离子团；BA。4两；首尾；串联；并排；并联。5电流强弱；I；安培；A；电流表； ；两。601A。7S；S 2、S 3；025A；025A；S 2、S 3；S；045A。84。二、选择题1C 2B 3C 4B 5C 6D 7B 8B 9D 10D11C 12D 13D 14C
