初中物理电路故障原因分析(上课用)

测电阻实验中的故障
一、电表类（电压表、电流表）
1、接法错误。

现象是：指针反偏。

2、量程选择不合适。

现象是：超量程或指针偏转角度太小。

二、开关类
在连接电路时，要求开关断开。

现象是：连完最后一根导线，灯泡亮。

三、滑动变阻器
滑动变阻器的正确接法是上下各接一。

如接错有两种现象。

1、把滑动变阻器的金属杆接入电路。

现象是：移动滑片时，没有变化现象，电路中的电流较大，电压表的示数较大，灯泡较亮。

2、把滑动变阻器的电阻丝全部接入电路（把滑动变阻器当作定值电阻接入电路）。

现象是：移动滑片时，没有变化现象，电路中电流较小，电压表示数较小，灯泡较暗。

滑动变阻器在闭合开关前应滑至最大值。

如没有容易烧坏灯泡。

四、电路类
1、电路短路；当电路短路时，电流通过导线，而没有电流通过被短路的电路。

灯泡短路：灯泡不亮，电压表示数为零，电流表示数较大。

滑动变阻器短路：灯泡较亮，电流表、电压表示数较大。

移动滑片对电路没有影响。

电流表短路：电流表示数为零。

其他正常。

2、电路开路：电路开路时，电路中没有电流通过，小灯泡不亮。

灯泡开路：开路原因有灯烧坏了、灯丝断了或灯泡两端接线柱接触不良。

现象是：电压表有示数，电流表无示数，小灯泡不亮。

滑动变阻器或其他地方开路：现象是：电压表、电流表无示数，小灯泡不亮。

3、电压表接错位置。

在正确连接的情况下，两电表的示数变化是同步的。

如果出现的不同步，即是电压表接错位置，即并联在滑动变阻器的两端。

电路故障分析
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，如元件内部开路、短路；连接时选用的
器材不当（如R
1>>R
2
）；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，常表现为电路中没有电流、电流表没有示数、电路元件不能工作；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，此时常表现为电流过大、导线发热、烧毁电源或者被短路的元件不能工作。

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断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（或某一支路）中无电流，则电路是开路；若电路中有电流，则是通路，但既存在故障，则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（满偏）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。

另外我们还可以利用电流表、电压表、导线或者灯泡检查故障的具体位置。

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。

再根据第一步再判断哪部分断路或短路。

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。

这是因为电流表内阻很小。

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。

实例分析：
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、L1短路
B、L2短路
C、L1开路
D、L2开路
分析：闭合开关时，两灯都不亮（或电流表无示数），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L1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L1两端电压，若是L1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。

例2、如图2，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
A、L1短路
B、L2短路
C、L1开路
D、L2开路
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L1还是L2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L1短路，那么L1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L2被部分短路。

因此本题的正确选项是B。

例3、如图3，闭合开关时，L1发光而L2不亮，则原因可能是：
A、L2短路
B、L2开路
C、灯L1比灯L2大得多
D、灯L1比灯L2小得多
分析：闭合开关时，L1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，L1发光而L2不亮，可以很快得出是L2短路；那么L2就相当于一根导线，它的电阻极小，而从电路中不能看出L2被短接，因而故障应是灯L2比灯L1小得多。

因此本题的正确选项是C。

当然，也可以通过串联电路中电流相等的特点和电功率知识来解释。

例4、如图4，闭合开关时，电流表A与A1的示数相同，则原因可能是（）
A、L1短路
B、L2短路
C、L1开路
D、L2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A1的示数相同，即I=I1，说明干路和L1所在支路是通路，从并联电路的电流特点分析：I=I1+I2，因此I2=0，即电流
表A2示数为0，L2支路没有电流，此支路开路。

则正确选项是D。

例5、如图4，闭合开关瞬间，电流表A与A1同时打表，A2指针不动。

则原因可能是（）
A 、L1短路B、L2短路C、L1开路D、L2开路
分析：电流表A与A1都打表，很明显是短路故障，同时A2指针不动，说明短路的不是L2支路，因此正确选项是A。

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（）
A、ab间开路
B、bc间开路
C、cd间开路
D、ad间开路
分析：L1、L2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L2阻值很大（或者电压表串联在电路中），远大于L、L3的电阻，所以开路故障应该是出现在L2所在的部分电路，因此正确选项应是B。

例7、如图7，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；当他用这根导线将bd两点连接起来时，发现灯L1发光。

则下列关于
该电路存在的问题分析错误的是
A、L1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L3所在部分电路，同时说明L3被短路了；再用导线将bd两点连接起来时，L1发光，说明故障也不是L1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。

例8：小明在做“组成串联电路”的实验时，电路连接好后，闭合开关，两
端均不亮，经检查，电路连接无误。

老师告诉他是一个小灯泡坏了。

请你帮助小明在下图所示的器材中任选一种，连入电路，检查出哪只灯泡坏了。

请你按
下面表格的要求填入检测实验的内容。

答案分析如下：
例题9：如图所示，电源电压恒定，闭合开关S后，电路正常工作，过了一会儿，两电表的示数突然都变为零，则该电路中出现的故障可能是（）
A、电阻R断路
B、电阻R短路
C、灯L断路
D、灯L 短路
分析：本题可用排除法分析，若电阻R断路，则电流表无示数，而电压表有示数，此时约等于电源电压值；若电阻
R短路，则电压表
无示数而电流表有示数；若灯L短路，则电压表和电流表均有示数，且均变大；只有灯L断路，此时电路为断路，电流表和电压表均无示数，故选C答案正确。

例题10：如图所示是小红同学探究串联电路中电流、电压特点的实物连接
图，当开关闭合时，灯L
1亮，等L
2
不亮，电流表和电压表均有读数，则故障原
因可能是（）
A、L
1开路 B、L
1
短路 C、L
2
开路 D、L
2
短路
分析：L
1和L
2
串联，L
1
亮，电流表、电压表均有示数，说明电路是通路，
所以A、C选项错误，若L
1短路，L
1
不会亮，电压表也无示数，所以是L
2
短
路，故选D答案正确。

总结
1、电路开路的结果是电路不通，直接现象为：
（1）灯泡不亮；（2）电流表无示数；（3）电压表示数为零；
（4）电压表示数接近电源电压。

2、电路短路的结果是电路仍通，直接现象为：
（1）灯泡可能仍亮；
（2）灯泡可能不亮（说明灯泡被短路）；
（3）电流表有示数或被烧坏；
（4）电压表可能有示数（和电压表并联的部分无短路）；（5）电压表可能示数为零（和电压表并联的部分短路）。