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掌握多种方法巧解电路故障探研
摘 要：初中物理的电路故障主要是断路及短路两大类,但结合电学器件后出题形式多种多样,也是中考出题的重点内容.判断电路故障时,要根据电路出现的各种反常现象分析可能情况,再根据题目给出的其他条件最终确定故障.
关键词：物理教学；电路；故障；电表；导线；测电笔
中图分类号：G421；G633.7 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2018）31-0037-01
有时电路存在的故障并非只有一种情况,只要是符合要求的都要考虑进来.但考虑到学生的解题能力等多方面因素,故障多为一种情况,不过学生在解答时要注意.本文举例说明三种情况下电路故障的判断方法,以帮助学生解题.
一、巧用电表,判断电路故障
电流表和电压表是初中物理课程中经常出现的,这里的电表都是理想电表,即电压表当作断路、电流表当作短路处理.学生要根据电表的原理,分析电表出现某种现象的根本原因.
例1：在如右图所示的电路中,闭合开关S后,灯L不亮,电压表有6V的示数,电路中的电源电压恒定.（1）原因有两种：可能是电阻R（ ）,也可能是电灯L（ ）；（2）为进一步确定原因,现将一电流表串联在电路中,闭合开关S,若电流表有示数,则（ ）；若电流表无示数,则（ ）；（3）若将图中的电压表V正确并联在L两端,能否查找出电路的故障,并说明理由.
解析：（1）由于灯不亮,说明灯本身可能是坏的,或者电路中存在断路的情况.闭合开关后发现电压表有示数,说明与电压表连接的含有电源部分的电路是全部连通的,故灯L不可能断路,只可能是短路.或者是电阻R断路,使电压表串联在电路中,导致灯不亮.（2）若电流表有示数,说明整个电路是导通的,不存在电阻R断路的情况,只能是灯短路.若没有实数,则为电阻断路.（3）不能查出电路的故障.因为不论是哪种情况,电压表都无示数.
评注：本题对电流表以及电压表都有涉及,采取不同的方案有不同的分析方法,本质上是对电路中短路与断路的情况进行辨别.第三问告诉我们,有时是不能通过电表的实数来判断电路故障的,学生需要综合多方面因素才能实现正确解题.
二、活用导线,检查电路错误
当电路中某处断路时,可用导线连通电路的局部两点,若此时电路剩余部分正常,则断路点就在这两点之间.若不正常,可继续改变电路中的两点直至满足前一种情况.然后交替移动两点位置,以此缩小故障范围,找出故障位置.
例2：如右图所示,当开关S闭合后,两灯均不亮.用一根导线去查找电路存在的故障,先将导线并接在L1两端,此时L2亮,L1不亮,然后又并接在L2两端,此时两灯均不亮,由此可以判断（ ）.
解析：根据开关S闭合后两灯均不亮,先判断可能存在的几种情况：电路中某处断路,或者两灯均短路.根据导线并接在L1两端时出现的情况,可以判断出两灯不可能都短路,并且L2不可能断路.根据导线并接在L2两端时出现的情况,可判断出L1不可能短路.综上所述,只有L1发生断路时才符合要求.
评注：本题依据实验现象让学生判断电路的故障情况,还可以只给一条导线,让学生设计解题方案来判断电路的故障.这一变形更有难度,考察学生对导线的理解程度以及对线路的分析能力,学生应多加注意.
三、利用测电笔,得出故障结果
测电笔是用来辨别电路中火线和零钱的,正确使用测电笔可以判断家庭照明电路出现的故障,这对于做题以及实际应用有重要意义.测电笔可以在保证人身安全的同时解决电路问题,正确使用测电笔是学生应该掌握的本领.
例3：如右下图所示,闭合S后,发现电灯L不亮,且保险丝没有熔断.用测电笔测试灯头的两根电线C、D,都能使测电笔发光,再用测电笔测试火线A和零线B时,氖管在测火线A时能发光,在测零线B时不发光.那么,可以判定故障是（ ）：A.电灯L短路、B.火线和零线短路、C.电线AC段某处断路、D.电线BD段某处断路.
解析：在正常情况下,零线与大地之间电压为零,火线与大地之间电压是220V并能使测电笔发光.这就是测电笔的原理,也是解题的理论支持.对于选项,学生可以逐一分析.如果选A或B,几种情况都会使电路中电流过大,造成保险丝熔断,而与题中条件不符.如果选C,则会造成C点与火线不连通,测电笔的氖管不会发光.而对于D选项,一方面造成灯泡不能发光,另一方面可以实现D点与火线相连,故能使氖管发光.综上所述,选择D.
评注：本题通过简单的电路实现电路故障中多种情况的分析,并且通过引入测电笔将家庭电路引入进来,使电路的考察更加贴近生活,体现近年来中考的出题方向.
总之,所有的电路故障分析方法都是基于对电路的理解,使用不同的方法解题本质上都是对电路的考察.学生应该熟练掌握用电器或者电表等元件断路以及短路给电路造成的后果,最终据此分析得出故障所在位置.
参考文献：
[1]杨霞.初中物理电路故障及案例解析[J].中学物理教学参考,2018(02).
[2]王培强.初中物理电路故障的判断分析[J].中学课程资源,2015(07).
[3]毕亮.中考物理“串联电路故障”试题例析[J].云南教育,2014(12).
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