初中物理常见电路故障类型及原因分析

初中物理常见电路故障类型及原因分析

------- 黑龙江省同江市第三中学韩丽玉初中学生学习电学时，都对如何分辨短路与断路，如何用电流表、电压表判断电路故障感到很困难。直到九年级，学习比较优秀的学生也还糊里糊涂。我认为，对电路故障要熟练正确的判断除了应对各个概念完全掌握，并形成完整的概念体系外，同时还应对各个实验的现象及结论充分理解，并能够灵活应用。在这里通过一些具体的实例，对电路故障分析进行详细的介绍和比较，使同学们在遇到具体问题时，能够选择最佳的解题方法，以提高解决问题的能力和效率。

一、短路与断路现象分析

初中物理电路故障的类型主要有两种：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；

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L i、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L i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L i，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。

具体“症状”有：

1:用电器不工作。

诊断：（1）若题中电路是串联电路，看其它用电器能否工作，如果所有用电器均不能工作，说明可能某处发生了断路；如果其它用电器仍在工作，说明该用电器被短路了。（2）若题中电路是并联电路，如果所有用电器均不工作，

说明干路发生了断路；如果其它用电器仍在工作，说明该用电器所在的支路断路。

2、电流表示数正常而电压表无示数：

诊断：“电流表示数正常”表明主电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表，则故障原因可能是：①电压表损坏；②电压表接触不良；③与电压表并联的用电器短路。

3、电压表有示数而电流表无示数

诊断：“电压表有示数”表明电路中有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表，则故障原因可能是①电流表短路；②和电压表并

联的用电器开路，此时电流表所在电路中串联了大电阻（电压表内阻）使电流太小,电流表无明显示数。

4、电流表电压表均无示数

诊两表均无示数表明无电流通过两表，除了两表冋时短路外，大的可能是主电路断路导致无电流

二、电路故障模拟实验如图所示，灯泡L i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：

实验一：模拟灯L i短路的情形，取一根导线并接

到L i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L i断路的情形，将灯L i从灯座上取下来，闭合开关，观

察到灯L z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L z短路的情形，取一根导线并接到L z的两端，闭合开关,

观察到灯L i亮度变亮，电流表示数变大，电压表示数变大；

实验四：模拟灯L z断路的情形，将灯L z从灯座上取下来，闭合开关，观

察到灯L i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、导线等都可以判断故障

所在，以下举例

说明。主要判断方法：

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：U ae=3V,U ab=0,U bd=0,U de=3V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

C. d、e间出现断路 D . e、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U be=3V,说明电源可提供3V电压；U ab=0,U bd=0,说明a、d两点与电源两极相连的电路某处断开，U de=3V,说明故障在d、e两点之间且为断路。选择Co 方法二、导线检测法

例2如图所示，闭合开关S时，灯泡L i、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（）

A.灯L i断路

B.灯L2断路

C.灯L2短路

D.开关S断路

分析：闭合开关S时，灯泡L i、L2都不亮，说

明电路发生断路故障。用一根导线的两端接触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L i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Dt

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L i处短路 B .灯L2处短路

C.灯L i处断路

D.灯L2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L i的接线短路

B.灯L2的接线短路

C.灯L i的灯丝断了 D .灯L2的灯丝断了

3.在图4所示的电路中，电源电压不变，

闭合开关S后，灯L i、L2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（）

图4

A.灯L i短路B .灯L2短路

C.灯L i断路

D.灯L2断路

（以上3道练习题的答案分别是：B、A、D）