初中物理判 断电路故障的策略研究

发表时间:2020/6/16   来源:《中小学教育》2020年第4期4批次   作者:农明
[导读] 在中考物理这一学科的考察中,电路故障分析是经常进行考察的一个问题。
        摘 要:在中考物理这一学科的考察中,电路故障分析是经常进行考察的一个问题。但对于这类问题,学生总是出现各种问题,需要着重的讲解。其实这种考察题并不是很难,简单概括起来就两个问题——短路和断路,只需要根据题设条件,进行分析假设就可解决,也可以根据题目中的对灯泡明暗、电流表和电压表的示数变化来进行分析。
        关键词:电路故障;推理;电学
       
        通过对多地的中考试卷的分析和研究,我们不难发现,出题人很爱考察学生对电路故障的判断和推理。主要原因是通过这一问题,可以考察学生多方面的能力,只需一个小小的电路判断,就能囊括对串并联的分析、电流电压两表的特性等多方面的问题,也能判断学生对文字重点的提取、对电路图的观察以及对电学实验的处理多方面能力的掌握程度。
        一、 短路故障判断
        短路故障的问题可以分为两种,一种是电源短路,它是指在电路中电流没从电源正极开始,没有经过别的用电器就直接到了电源负极。而另一类的是用电器短路,指电流没有通过用电器,相当于用一根导线与用电器并联,电流流经导线而未过用电器。这两类问题造成的结果也不相同,电源短路最直接会使我们的电源不堪重负而烧坏,未及时发现还会引起更严重的火灾。在用电中,我们要坚决杜绝出现电源短路的问题。用电器短路对整个电路的影响相对较小,其它用电器基本不会受到影响,还可继续工作,只是这个短路的不能工作。
        1.1 串联电路的短路故障
        这类题型的电路图一般都不是很难,图一眼就可以看懂,题也不难,学生出错主要就是自己读题不认真,而不是这个知识点不会。对于这方面的讲解,老师可以在知识点讲完后,进行一些题的练习,让学生熟练掌握这种类型题。物理在知识点学习之后,主要还是要去学会运用,通过一些例题可以巩固知识点,也能加深理解,物理学习中例题有着很大的作用。
        在下面这个例1图中,当S关闭时,两个灯都可以发出光,过一会灯L1不亮了,但是L2还可以发光,在这个电路中只存在一个故障,并且已知是灯泡的问题。为了能够找出这一故障,现在在这个电路中再接上一个没有问题的电流表,若电流表( )

        A.无示数,则一定是灯L2断路
        B.无示数,则一定是灯L1断路
        C.有示数,则一定是灯L2短路
        D.有示数,则一定是灯L1短路
        解析:这题可用电流表判断电路故障的方法来排除A、B选项,若无示数一定是断路,同时两灯都不亮,这与题干不符;如果接的那个电流表有示数,可以判断出是那个没有亮的灯短路了,即灯L1短路,选项C错误,D正确。
        1.2 并联电路的短路故障
        看例2的这个电路图,当我们把开关S合上时,这个电路是正常的。当过了几分钟后,两个电表发生了变化,一个示数变大,一个示数减小。互相调换这两表的位置,再把开关S合上,能够清晰地看出,这两表的指针都偏移了。我们能知道的是这个电路中存在的问题没有超过一个,而且只有灯或者电阻存在故障,则                                       (  )

        A.灯L短路
        B.灯L断路
        C.电阻R断路
        D.电阻R短路
        解析:对电路故障的判断,要结合我们学过的串联和并联的规律,运用欧姆定律分析。题中只说了电表示数的增减情况,但没有指出具体是哪个电表的变化。灯泡熄灭,假设故障出在灯泡上。如果灯断路,会造成电压表的示数将增大,使电流表的示数减小,互换这两个的位置,在R处接上断路的灯,即使再把开关给合上,这个电路也是不连通的,两个表都没有示数,与题描述的不照,故B错误。假设灯短路,将会使电压表的示数一直减小到零,因为整个电路的所有电阻的和减小了,所以流过电流表的电流会变大,示数也就会升高,将两表互换后,电压表示数将会是电源电压,会造成指针偏转,但是整个电路的电阻未变,电流表指针就也会偏转,故A符合题意。假设电阻R短路,那么灯泡不会熄灭,所以D不正确。假设电阻R发生了断路,两个电表都将变为零示数,所以C也是错误的。故这题选A。
        二、 断路故障判断
        一个正常的电路应该是连通的,如果电路某一处被切断,导致电流在电路中不能流通,形不成回路了,这就叫断路。导致断路的情况很多,可能是导线与用电器之间没有接好,或者哪个导线断了,还有可能就是没有闭上开关。电路发生断路后,这个电路中将没有电流。
        2.1 串联电路的断路故障
        参考例1题型,将我们的物理器材按下图连接好,当合上开关时,灯都没有亮,为了查明问题所在,一位学生进行了这样的做法:用一根导线分别来ab、bc、cd给短路,当这个导线与cd并联时,一个灯泡能够发光了,且这个灯泡是L2,则可能是什么故障引起的问题( )

        A.L1断路
        B.L2断路
        C.S断路
        D.L2短路
        解析:首先就可以排除灯泡短路的故障,因为不管哪个灯泡短路,另一个灯泡都可以发光。在导线将ab、bc造成短路时,没有灯能发出光,说明开关S灯泡L2没有断路。而在与cd并联时,灯L2却可以发光,说明灯泡L2断路。是因为这个时候与灯泡L1并联接的导线接通了电路。所以这题答案是A。
        而对于例4这个电路,当关上开关时,两个灯都不亮,电流表中的指针几乎也不动。一个学生借助一根导线来找出现的故障:他关上开关,在L1的两端将这个导线并联的接上,看到L2亮了,电流表有示数,那么可以知道电路故障可能是()。答案:L1出现了断路。

        解析:用一根导线去查找,他将开关闭合,然后将导线并联在L1两端,发现L2亮,电流表有示数,说明将L1短路后,L2能亮,所以是L1出现了断路。
        2.2 并联电路的断路故障
        从例5这个电路来看,闭合S,每一个灯都没有亮,电流表中的指针可以说就没有动,但是电压表的指针却明显的可以看出有偏转,那么可能是什么原因造成了这个现象( )

        A.灯L1短路
        B.灯L1断路
        C.灯L2短路
        D.灯L2断路
        解析:首先可排除选项A、C,因为两个灯有一个短路,那么另外一个会发光,所以两个灯都不可能短路;又因在这个题中已经说电压表有示数,说明从电源正极开始,一路经过开关、灯L2、以及电压电流这两表,再到电源的负极都是连通的,所以L2不会断路,一定是L1发生了断路。
        3 结语
        对于初中物理的故障类型题,可以从两方面下手,一是确定故障的类型,不外乎是两种类型中的一个,二是判断出故障出现的位置,这一方面可以根据题中的信息点来判断。初中物理电路较简单,类型也不是很丰富,学生只要基础知识点没有问题,再加上多做题,读题时看清条件,就能够去解决。
       
        参考文献:
        [1]吴有玲.巧解初中物理电路故障题[J].中学物理,2012(6):66.
        [2]杨霞.初中物理电路故障及案例解析[J].中学物理教学参,201847(2):22-23.
        [3]王凤仙.例析电路故障提高分析与解决问题能力[J].数理化解题研究(初中),2010(5):34-35
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