初中物理电路故障题

物理电路故障
1、根据题给条件确定故障是断路还是短路：两灯串联时，如果只有一个灯不亮，则此灯一定是短路了，如果两灯都不亮，则电路一定是断路了；两灯并联，如果只有一灯不亮，则一定是这条支路断路，如果两灯都不亮，则一定是干路断路。

在并联电路中，故障不能是短路，因为如果短路，则电源会烧坏。

2、根据第一步再判断哪部分断路或短路。

例1 : L1与L2串联在电路中，电压表测L2两端电压，开关闭合后，发现两灯都不亮，电压表有示数，则故障原因是什么？解：你先画一个电路图：两灯都不亮，则一定是断路。

电压表有示数，说明电压表两个接线柱跟电源两极相连接，这部分导线没断，那么只有L1断路了。

例2、L1与L2串联，电压表V1测L1电压，V2, V2示数很大，则L1短路而L2
正常；B、若V1=0而V2示数很大，说明L2都断路。

测L2电压。

闭合开关后，两灯都不亮。

则下列说确的是：A、若V仁0
解：可能你会错选A。

其实答案为B。

首先根据题给条件：两灯都不亮，则电路
是断路，A肯定不正确。

当L2断路时，此时V2相当于连接到了电源两极上，它测量的是电源电压，因此示数很大。

而此时L1由于测有电流通过，因此两端没有电压，因此V1的示数为零。

首先要分析串并联，这个一般的比较简单，一条通路串联，多条并联。

如果碰上了电压表电流表就把电压表当开路，电流表当导线。

这个是因为电流表电压小，几乎为零。

但电压表不同。

此处要注意的是，电压表只是看做开路，并不是真
的开路。

所以如果碰上了一个电压表一个用电器一个电源串联在一起的情况，要
记得。

电压表是有示数的（话说我当时为这个纠结了好久）。

还有一些东西光看
理论分析是不好的，要多做题啊，做多得题，在分析总结以下，会好很多。

而且如果有不
会的，一定要先记下来，没准在下一题里就会有感悟、
例谈物理电学习题解答方法指导
初中物理阶段电学容知识点多，习题类型广泛，联系实际的中考新题不断刷新。

但就
其试题本质来看，主要是对电学基本现象、基本规律以及运用这些规律解决具体问题进行
考查。

因此研究这些试题的特点和总结各类试题的解答思路和方法，有利于引导学生进一
步认识电学基本现象和规律，加深电学基本规律的理
解和巩固，增强解决电学问题的信心，提高中考答题的技巧和能力。

下面仅就在具体物理情境中总结和指导学生运用物理知识与结论解决问题的思路和方
法，谈谈对解决四类电学习题的思考和体会，与同行们商榷。

一. 常见电路的识别方法与技巧
在解决电学问题时，我们遇到的第一个问题往往是电路图中各个用电器（电
阻）的连接关系问题。

不能确定各个电阻之间的连接关系，
就无法确定可以利用的规律，更谈不到如何解决问题。

因此
图1伸）團1 正确识别电路是解决电学问题的前提。

当然首先必须掌握串联电路和并联电路这两种基本的电路连接方式（图1
（甲）、
（乙）），这是简化、改画电路图的最终结果。

识别电路的常用方法有电流流向法（电流跟踪法）、摘表法（去表法）、直线法和节
点法。

在识别电路的过程中，往往是几种方法并用。

1.电流流向法
电流流向法是指用描绘电流流向的方法来分析电阻连接方式的方法。

这是一种识别电路最直观的方法，也是连接实物电路时必须遵循的基本思路。

具体步骤
是：从电源正极出发，沿着电流的方向描绘出电流通过电阻的各条路经，一直达到电源的负极
例1:在图2（甲）所示电路中，三盏灯是如何连接的，开关闭合后，电流
表测量的是哪部分的电流？
做法：先标出电源的正负极，再沿着从正极到
负极的方向，用自己习惯的方法（箭头、粗细线、
彩线），描绘各处的电流走向，标在电路图上，如
图2（乙）
分析：从图2（乙）中可以看出，点a是最初的电流分支点，点b是最后
的电流会合点。

电流共有三条路径，分别通过三盏灯，所以三盏灯是并联的。

通过电流表的电流只通过灯L 1,所以电流表测量的是通过灯L i的电流。

2 .摘表法
摘表法的基本思路和步骤：从电路中摘去电压表和电流表后，电压表所在支路用断路
替代，电流表所在位置用导线替代。

如果需要进一步对电路进行分析讨论，原电压表、电
流表所测量的电压和电流则应在简化后的电路上标出。

例2:如图3（甲）所示电路中，三个电阻是—联的。

电压表V 1的示数为3V，V 2的
示数为5V，电源电压____________________ 8 一
（填“大于”、“小于”或“等于”）。

分析：两个电压表使电路看起来比较复杂，
摘掉两个电压表后，把电压表所在支路擦除，两
图比较可知，电压表V 1测量的是R 1和R3两端的
电压U 1 + U3,电压表V 2 测量的是R 1和R2两端的电压U 1 + U2，两个电压表的示数之和大
于电源电压。

3 •直线法
直线法是一种普遍适用的
简化电路的方法，是在上述两
种方法的基础上，把不规电路 简化成规电
路的方法。

在识别电路、分析电路变化等方面有不可替代的的作用 具体方法步骤是：将电路从电源正负极处 断开，结合电流流向法，拉长和缩短某 一段导线，使各组元器件都在一条直线上，一次不成，可逐次分步完成。

例3:图4（甲）所示电路中，电源电压是6V,开关闭合后电压表的示数 为4V ，问：灯L1、L2两端电压各为多少？
分析：利用摘表法，可以确定这是两个灯泡的串联电路。

问题是电压表测量 的电压是哪个灯两端的电压。

将电路拉成直线，图4（乙）所示，这个问题就迎 刃而解了。

4.节点法
节点法是一种将不规电路快速简化、改化为规电路的方法。

具体做法是：从 电源正极开始，把电阻之间的连接导线缩减成点，相同的点用同一个字母表示。

如果一个电路中的点多于两个，可以将这些点排在一条直线上，再把相应的电阻
是—联的；电流表A1测量的是通过电阻 ___________
_____ 的电流。

图4 （甲〕
补充到这些点之间，节点法和直线法有着相辅相成的关系。

大多数时间比直线法 来得更直接、更简洁。

例4:图5（甲）
所示电路中，三个电阻
的电流。

电流表A2测量的是
分析：将图5（甲）中的电流表摘掉后，电路中三个电阻的连接方式仍然不
明显。

从电源正极开始，可以标出三个位置都是a点（电源正极），另外两个位
置都是b点（电源负极）。

如图5（乙）所示。

三个电阻都连接在ab两点之间，通过三个电阻的电流方向都是从a到b,所以这是一个并联电路。

再利用电流法，描绘电流走向如图5 （丙）所示。

可以知道原电流表A1的位置通过的是R2和
R3的电流12 + 13;原电流表A2的位置通过的是R1和R2的电流11 + 12。

本题中两个电流表的位置跟例2（图3甲）中两个电压表的位置相同，因为用电流表替代了电压表，三个电阻的连接方式也随之发生了变化。

二、动态电路分析与判断
动态电路分析题和电路故障分析题对学生有较高的能力要求，是初中学生物理学习过程中的难点。

进行电路故障分析，要以电路动态分析能力作为基础，而电路故障分析又是电路动态分析的载体。

分析动态电路的一般思路是：根据引起电路变化的原因（开关通断、变阻器滑片移动、电路故障），分析判断电路中电阻的变化，根
据欧姆定律分析电路中电流的变化（电流表示数变化）
再根据欧姆定律变形式U=IR （或串并联电路电压特点）
进一步判断电路中部分电路中电压的变化（电压表示数变化）或其它物理量的变
1、滑动变阻器滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化
（1）.串联电路中滑动变阻器滑片P的位置的变化引起的变化
［例1］如图1，是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向左移动时, 请你判断电流表和电压表示数的变化。

分析：P 左移—艮减小—R总减小—I增大—CA表变大。

R i不变—IR i增大—U i增大—⑨表变大。

判断⑨表的变化还可以根据串联电路的电压特点来分析：
R2减小—U2减小—U i增大—勺表变大。

［例2］如图2,当滑片P向左移动时，Q A表和①表将如何变化
分析：首先要确定电路的类型，此电路属于串联
电路呢还是并联电路。

我们可以将电流表简化成导
线，将电压表简化成断开的开关或干脆拿掉。

此时可以容易
地看出，这是一个串联电路。

而且发现滑动变阻器的滑片已
经悬空，滑动变阻器变成了定值电阻，电流表测串联电路的电流，所以O A表示数不变。

即：P左移—R1+R2不变—C A不变
在本电路中，电压表是测量R i和R2部分电阻之和的总电压，当滑片P向左移动时，被跨接在电压表的电阻随着变小，根据串联电路电压特点：O表示数减小。

［例3］在如图3所示电路中，当闭合开关后，滑动变阻器的滑动片P向右移动
时
(A)电流表示数变大，灯变暗
亮。

(C)电压表示数不变，灯变亮。

变暗
(D)电压表示数不变，灯(B)电流表示数变小，灯变
分析：将电流表等效为一根导线，可以看到电压表直接测量电源电压，因此当滑动变阻器的滑动片P向右移动时，电压表的示数将不
会变化；而电阻R的阻值变大，小灯的电阻R L大小不变（注意：在初中阶段,
小灯泡的电阻由于温度的影响引起的变化往往忽略不计），因此总电阻变大，电流变小，所以电流表示数变小。

根据串联电路的电压特点分析，小灯两端的电压也将变小，小灯的功率P=U L I也将变小，所以小灯的发光将变暗。

本题正确答案为D。

（2）.并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化
［例4］如图4，当滑片P向右移动时，GA1表、（82表和①表将如何变化？
分析：CV测电源两端电压，Q A1测R I支路电流，。

2测干路电流。

并联电路各支路两端电压相等，等于电源电压，故电压表V示数不变。

由于并联电路各支路独立工作，互不干扰，滑动变阻器滑片P向右移动时，对R l这条支路没有影响，所以电流表8A1示数不变。

滑片P右移，R2变大，两端电压不变，故电流变小，干路中电流也随之变小，所以
O A2示数也会变小。

2、开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化
（1）.串联电路中开关的断开或闭合引起的变化
［例5］在如图5所示的电路中，将开关S闭合，则电流表的示数将 ________ 电压表的示数将 _________ 填“变大”、“变小”或“不变”）
分析：在开关尚未闭合前，电流表测量的是串联电路的电流值，
由于此时电阻较大，故电流较小；开关S闭合后，电阻R2被局部短
路，电路中的电阻只有R I了，因此电流表的示数将变大。

在开关尚未闭合前，两个电阻组成串联电路。

电压表测量R I两端的电压,
开关S闭合后，电阻巳被局部短路，只有R I接入电路，电压表变成测量电源两端的电压了，因此电压表的示数将变大。

还可以根据U=IR来分析开关闭合后电压表的示数变化
(2)并联电路中开关的断开或闭合引起的变化
［例6］在图6中，灯泡L i和灯泡L2是______ 联连
接的。

当开关K断开时，电压表的示数将 ________ ；电
流表的示数将 ______ 选填“增大”、“不变”或“减小”)
分析：本题的难度首先在电路的识别，我们可以将电流
表看作导线，将电压表拿去，就容易看出这个电路是“并”联
@7
电路。

电流表串联在小灯L i的支路中，所以开关闭合时，电灯
L i接入电路，电流表的示数从0变到有读数，应该选填“增大”。

电压表并联在L2两端，也即测量电源电压，而且不受开关控制，所以电压表示数“不变”
3、电路的故障引起电路中电学物理量的变化及故障原因分析
［例7］在图7中，当开关K闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为4伏过了2分钟，电压表示数为0，经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，请分析
造成这种情况的原因可能有： ______________________
分析：电压表示数为0，其原因有三：1.电压表没有接
好或电压表损坏；2.小灯L2短路；3.小灯L i断路。

起先，电
压表有示数，说明不存在原因1的情况。

那么还有两种情况
都是可能的。

答案为：小灯L2短路；小灯L i断路。

［例8］在如图8所示电路中，电源电压不变。

闭合开关K后，灯L i、L2都发光。

一段时间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，产生这一现象的原因可能是
(A)灯L i短路。

(B)灯L2短路。

(C)灯 L i断路。

(D)灯L2断路。

分析：这是一个并联电路。

可以采用排除法。

小灯L2短路，会导致电压表
示数变小、电流表示数变大，且导致两灯都不亮；小灯L2断路，会导致电流表示
数变0;小灯L i短路，也会导致两灯都不亮；一灯熄灭而电表示数都不变，只有小灯L i发生断路时才有此可能。

本题正确答案为C。

［例9］在图9所示的电路中，电源电压不变。

闭合开
关K后，灯L i、L2都发光，一段时间后，其中的一盏灯突然变
亮，而电压表V的示数变小，电压表V2的示数变大，则产生
这一现象的原因是
(A)灯L i断路。

(B)灯L短路。

(C)灯L2断路。

(D)灯L2短路。

分析：应用“去表法”可以判断此电路是L i、L2组成的串联电路。

“一段时间后，其中的一盏灯突然变亮”排除了电路出现断路的情况，那么，故障现象只有发生短路了。

电压表V2的示数变大，是小灯变亮的原因，且它测小灯L2两端电压，所以一定是小灯L2突然变亮；电压表V i的示数变小说明小灯L i发生了短路。

本题正确答案为B o
三、简单电路故障类习题的分析判断
电路故障是指电路连接完成通电时，整个电路或部分电路不能工作。

它产生的原因主要有：元件本身存在问题，如元件部开路、短路；连接时选用的器材不当(如Ri>>R2);电路导线接触不良或断开等。

初中物理学习的电路的三种基本状态是：通路，电路形成回路，电路中有持续电流，电路工作；开路，指电路的某一位置断开，无法形成回路，电路中没有电流，电路不工作；短路，指电源的正负极被导线直接相连，电流不经过用电器直接从电源正极流向负极，此时电路中的电流极大，可能烧坏电源。

因此，综合起来，初中阶段的电路故障一般可以概括为短路和短路两种原因所引起的。

分析和判断的一般思路就是首先判断故障原因是短路或断路引起的，然后再判断是哪部分电路出现的短路或断路故障。

分析的基本方法依然是根据电流的流向方法。

从电路中是否有电流入手分析电路故障不失为一条捷径。

若电路（或某一支跆中无电流，贝皿路是开路；若电路中有电流，贝規通路，但既存在故障，贝U 电路中就有部分电路短路（亦称短接）；而整个电路被短路时电路中的电流极大，将出现电流表打表现象，同时整体电路短路故障一般只出现在并联电路中，串联电路一般不出现整体短路故障的分析。

下面以几个常见的电路为例，具体分析电路故障：
例1、如图1,闭合开关时，两灯都不亮，电压表示数为0。

则原因可能是
（）
A、L i短路
B、L2短路
C、L i开路
D、L2开路H
分析：闭合开关时，两灯都不亮（或电流表无示数），fl mi
表明电路中无电流，从上面的分析可以得出这是开路故障。

那么是L i还是L2开
路呢？可以通过电压表的示数来进行分析，因为电压表测量L i两端电压，若是
L i开路，则电压表应与L2串联接在电源两端，它应该有示数且接近电源电压，而
此时电压表示数为0，说明电压表没有连接到电源两端。

因此本题的正确选项是 D 。

闭合开关时，电流表有示数，电压表示数接近电源电压，则原
因可能是
分析：闭合开关时，电流表有示数（或指针偏转），表明电路中有电流，从
上面的分析可以判断这是电路中的部分电路短路故障。

那么是L i 还是L 2短路呢？可以通过电压表的示数来进行分析。

可以假设一下, 若是L i 短路，那么L i 就相当于一根导线，它的两端电压就为 0,这与题目条件不 相符，这样就可以确定是L 2被部分短路。

因此本题的正确选项是 B o
例3、如图3,闭合开关时，L i 发光而L 2不亮，则原因
可能是：
A 、L 2开路
B 、L 2开路
C 、R L I 比R L2大得多
D 、R L I 比R_2小得多
分析：闭合开关时，Li 发光，表明电路中有电流，从上面的分析可以判断这
是电路中的部分电路短路故障，L i 发光而L 2
不亮，
可以很快得出是L 2短路；那么L 2就相当于一根导线,
它的电阻极小，而从电路中不能看出 L 2被短接，因
而故障应是R L 2比R L I 小得多。

因此本题的正确选项是 电
路中电流相等的特点和电功率知识来解释，不再赘述 例4、如图4，闭合开关时，电流表A 与A i 的示数相同，则原因可能是（ ） 例2、如图2, A 、L i 短路 B 、L 2短路 C 、L i 开路 C o 当然，也可以通过串联 开 D 、L 2 ^13
A 、L i 短路
B 、L 2短路
C 、L i 开路
D 、L 2开路
分析：并联电路由于存在两条支路，因此必须分析各条支路是否有电流。

本 题中，电流表A 与A i 的示数相同，即l=l i ,说明干路和L i 所在支路是通路，从 并联电路的电流特点分析：I=l i +l 2，因此I 2=0，即电流表A 2示数为0，L 2支路没 有电流，此支路开路。

则正确选项是 D o
例5、如图4,闭合开关瞬间，电流表 A 与A i 同时打表，A 2指针不动。

则原 因可能是（）
A 、L i 短路
B 、L 2短路
C 、L i 开路
D 、L 2开路
分析：电流表A 与A i 都打表，很明显是短路故障，同时 A 2指针不动，说明短 路的不是L 2支路，因此正确选项是 A o
例6、如图6，闭合开关时，灯泡都不亮，电压表示数接近电源电压，则原因 可能是
（）
M
A 、ab 间开路
B 、be 间开路
匕片一了
C 、ed 间开路
D 、ad 间开路
分析：L i 、L 2都不亮，可以判断出电路故障属于开路。

由于电压表示数接近电源电压，说明L 2阻值很大（或者电压表串联在电路中） 远大于L 、L 3的电阻，所以开路故障应该是出现在 L 2所在的部分电路，因此正确 选项应是B o
例7、如图8,闭合开关时，发现电流表的指针没有偏 转；某同学用一根导线将ae 两点连接起来，闭合开关瞬 间，电流表指针迅速偏转到最大；当他
用这根导线将 bd H |—~1 r®
E7
JJ 12 L3
两点连接起来时，发现灯L i发光。

则下列关于该电路存在的问题分析错误的是
A、L i完好
B、L2开路
C、L3短路
D、L2情况无法判断
分析：闭合开关后，电流表指针没偏转，首先可确定此电路中有开路故障。

用一根导线将ac两点连接起来，闭合开关瞬间，电流表指针迅速偏转到最大，说明开路故障没有出现在b所在部分电路，同时说明b被短路了；再用导线将bd 两点连接起来时，L i发光，说明故障也不是L i所在部分电路，那么只有L2开路的可能了。

综合上述分析，错误的选项应该是D o
在解决电路故障问题时，最好能结合实验让学生直观观察、分析、归纳，并
利用复习电路实验时在实验中创设实际情景让学生切身体验、尝试自行解决，这样更有利于学生的理解和掌握，并成为学生的一种经验，便于学生学以致用，以用促学，学用相长。

四、动态电路电功率问题的分析与计算
电功、电功率问题的分析和计算是目前中考的热点之一，也是学生答题的难点之一。

这种题型把欧姆定律、串并联电路的规律及初中阶段电学仪器的应用和电功、电功率知识融合在一起，通过对这部分问题的训练和考查，有利于提高学生的物理思想、逻辑分析能力、表达能力及应用数学知识分析解决物理问题的能力。

常见电功、电功率类试题一般分为三类：第一类就是直接运用电功和电功率公式进行计算，譬如给你一个电能表在某段时间消耗的电能（电功）计算电功率，或者根据用电器的铭牌信息计算该用电器在某段时间消耗的电能；第二类是
根据动态电路的电阻变化分析计算某用电器实际功率的变化，譬如小灯泡亮度的
变化；第三类就是对动态电路进行计算。

解决电功率问题的一般思路：根据电路的连接状况分析电路的工作状态，根据各部分电路的已知条件分析寻找求解未知量所需的隐含条件，再依据欧姆定
律、电功率的公式（包括变形式）列出代数式（方程、方程组）解答。

解决电功率问题的一般方法：
（1）弄清引起电路状态发生变化的原因是开关的通断，还是滑动变阻器滑动引起变化。

（2）弄清电路各状态的连接方式和接入此电路的用电器，必要时画等效电路图。

（3）弄清电压表、电流表测的是哪部分电路的电压和电流。

（4）抓住电路中的不变量（如电源电压不变、电阻不变）或利用串并联规律列式求解。

解决电功率问题的关键：首先是分析清楚电路的状态，即需求解的部分电路中
用电器个数及连接方式，其次是与该部分电路中用电器相关的已知条件包括隐含条件，第三是此电路中的不变量（如电源电压不变、电阻不受温度影响）等
解决电功率问题思路的口诀：审题识电路，拆图标已知，建立关系式，给三
能求九。

就是说，审题的过程要将电压表去掉，将电流表当导线处理，看清属于
哪一类电路，一般难题分成简单电路（单个用电器）电路、路三
.串联电路和并联电类；在识别电路的同时，观察电路变化了几次，就有
几种工作状态（一般考题中电路变化是利用开关的通断和
滑动变阻器滑片的移动引起电路的变化），拆图标已知的含义是
电路变化几次，就画几个等效电路草图，在图上标出已知条件，
根据串、并联电路的特点建立关系式，也就是方程（组）。

通常
从等效电路图上已知条件密集处就是解题的切入点，一般情况下只要给出三个物理量就能求出九个物理量。

这就是给三能求九。

在完成上述的步骤之后，一般的电功率题就比较容易了。

例1:如图1所示电路，灯L上标有12V 9W”字样，当开关S和S i都闭合，变阻器的滑片P移到a端时，灯恰好正常发光，电流表示数是 1.25A，求：
（1）变阻器的最大阻值是多少？
（2）当开关S闭合，S i断开，变阻器的滑片P移到b端时，灯消耗的功率是多少？分析思路：（1）①求滑动变阻器电阻值需知道变阻器此时两端电压和通过它的电流；
②当开关S、S都闭合时，P在a端，灯泡L与变阻器R1并联，电流表测干路电流；因为灯正常发光，找出隐含条件：灯、变阻器和电源两端电压都是12V ;因为灯正常工作，可根据铭牌计算出通过灯的电流，再根据并联电路特点求出通过变阻器的电流。

③根据欧姆定律推导式计算变阻器的阻值。

（2）①要求灯消耗的实际功率，需要知道此时灯两端的实际电压和通过的电
流（或灯泡的电阻根据P=I2R计算）；②当开关S闭合，S断开，变阻器的滑片P 移到b 端时，变阻器与灯L串联接入电路，且变阻器全部接入电路，电流表测串联电路电流；③根据灯的铭牌可求得灯丝电阻因为电源电压为12V（已求得），可以计算此时电路中的电流「，再根据欧姆定律推导式求出此时灯两端电压为U L；④灯消耗的功率就为P=U L| '
解：（1）当开关S,、S2都闭合时，P在a端，灯泡L与变阻器&并联，灯正常发光
I L I 额皀■9W0.75A
U 额12V。