【推荐】专题21 电路故障问题-2017-2018学年高二物理专题提升之电学

【推荐】专题21 电路故障问题-2017-2018学年高二物理专题提升之电学

一：专题概述 电路故障的分析方法　　　 ‎ 电路故障一般是短路或断路,常见的情况有:导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、变阻器内部断路、接触不良等现象.检查故障的基本方法有两种:‎ ‎1. 电压表检测方法:如果电压表示数为0,说明电压表上无电流通过,则可能在并联路段之外有断路,或并联路段内有短路.‎ 如果电压表有示数,说明电压表上有电流通过,则在并联路段之外无断路,或并联路段内无短路.‎ ‎2. 用多用电表的欧姆挡检测 要对检测的电路切断电源,逐一使元件脱离原电路(或对某段电路检测)后测量是通路还是断路,便可找到故障所在.‎ 二：典例精讲 ‎1．电路中短路故障分析 典例1：(单选)如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，故障的原因可能是(　　)．‎ A．R1短路 B．R2断路 C．R2短路 D．R3短路 ‎【答案】D ‎2．电路中断路故障分析 典例2：如图所示，电源电动势为6 V，当开关S接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uad＝0，Ucd＝6 V，Uab＝6 V，由此可判定(　　)‎ A．L1和L2的灯丝都断了 B．L1的灯丝断了 C．L2的灯丝断了 D．变阻器R断路 ‎【答案】C ‎3．多用表检测电路故障问题 典例3：某兴趣小组用多用电表来排查电路故障，某同学连接的实验电路如图所示（每个干电池的铭牌都为1.5V、0.5Ω），电键闭合后A、B（2.5V 1W）灯泡都不亮，该小组用下列两种方法检查电路故障．‎ ‎①先应用多用表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于 （只填序号）‎ A．2.5V B．10V C．50V D．250V ‎②该小组成员测试结果如下表所示，在测量a、b间电压时，红表笔应接触 ‎ ‎（填a或b），根据测试结果，可以判断的故障是 （只填序号）‎ A．灯A短路 B．灯B短路 C．c、d段断路 D．d、f段断路 测试点 电压表 a、b 有示数 c、b 有示数 c、d 无示数 d、f 有示数 ‎③再选择多用电表的电阻挡进行测量，测量结果如图所示，那么进一步检查的故障是 （只填序号）‎ A．灯A断路 B．灯B断路 C．灯A、B均断路 D．d、e段断路 测点 欧姆表针偏转情况 c、d e、d e、f ‎④在进行操作③之前，应首先 ，再将多用表置于电阻挡，然后检查“欧姆零点”才能使用欧姆表的欧姆挡测量电阻．‎ ‎【答案】B；a；D；、D；将电键断开．‎ 三 总结提升 电路故障的分析方法 ‎1．故障特点 ‎(1)断路特点：断路部分电路中电流为零，而电压不为零。因此，若外电路中某两点间电压不为零，电流为零，则两点间有断点，而这两点与电源的两极之间无断点。‎ ‎(2)短路特点：表现为有电流通过而某元件两端电压为零。‎ ‎2．故障的分析方法 ‎(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路。‎ ‎ (2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在使用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。‎ ‎(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路。在使用欧姆表检测时，电路一定要切断电源。‎ ‎(4)假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法。‎ 四 提升专练 ‎1.同学按如图所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S断开，检查结果如表所示，由此可以确定（）‎ 测试点 b，f b，e b，d d，e 多用表盘指示 灯A断路 B．灯B断路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路 ‎【答案】 D ‎2.(多选)在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，则出现这种现象的原因可能是(　　)．‎ A．电阻R1短路 B．电阻R2断路 C．电阻R2短路 D．电容器C断路 ‎【答案】AB ‎【解析】若R1短路，则R总变小，I总变大，通过灯泡L的电流变大，灯泡变亮，A正确；若R2断路，则R总变大，I总变小，U内＝I总r变小，U外变大，U1＝I总R1变小，UL＝U外－U1变大，灯泡变亮，故B正确；若R2短路，则电流不经过灯泡，灯泡不亮，C错误；若电容器断路，则总电阻不变，故灯泡亮度不变，D错误．‎ ‎3.在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,某时刻电压表和电流表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障(　　)‎ A. R1短路 B. R2短路 C. R3短路 D. R1断路 ‎【答案】A ‎4.(多选) 如图所示为一电路的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与直流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一多用电表的直流电压挡分别测得b、d两点间和a、c两点间均有电压．由此可知（）‎ A. ab间电路通，cd间电路不通 B．ab间电路不通，bc间电路通 C．ab间电路通，bc间电路不通 D．bc间电路不通，cd间电路通 ‎【答案】CD ‎【解析】用电压表测得b、d两点间有电压，说明ab间电路是相通的．用电压表测得a、c两点间有电压，说明cd间电路是连通的，综合两次的测量结果可以看出，只有当b、c间断路时，才会出现上述情况．故AB错误，CD正确．‎ ‎5.(多选)三个不同的小灯泡连接成如图所示电路，电表均为理想电表，L1、L2两灯电阻相等且均为2R ‎。合上开关S，L1、L2正常发光，L3较暗。一段时间后，由于电路故障，电压表示数明显增大，继而电路中有灯泡熄灭。下列判断正确的是(　　)‎ A.可能是电阻R断开，L1、L2均熄灭 B.可能是L2短路，只有L2熄灭 C.可能是L1断路，L1、L2均熄灭 D.L3变亮，电流表示数增大 ‎【答案】CD ‎6.二极管具有单向导电性，当正极接电源正极(正接)时二极管导通(电流可以通过二极管，且二极管的阻值很小，可忽略)，当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值很大，电流为零)。为了验证二极管的这一特性，将其接入如图所示电路cd之间的D处，闭合开关时灯不亮。经初步检查各接线均牢固正确，为了确定电路故障的位置，四位同学各自进行了以下操作 由此可判断(　　)‎ A.同学1的操作说明故障在a、b之间 B.同学2的操作说明故障在b、c之间 C.根据同学1、3的操作即可判断故障的原因是二极管正、负极接错 D.根据同学2、4的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开 ‎【答案】C ‎7.在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8 V,0.3 A”．合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮．‎ ‎(1)用多用电表的直流电压挡检查故障，‎ ‎①选择开关置于下列量程的________挡较为合适(用字母序号表示)；‎ A．2.5 V B．10 V C．50 V D．250 V ‎②测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障是________；‎ A．A灯丝断开 ‎ ‎ B．B灯丝断开 C．d、e间连线断开 ‎ D．B灯被短路 ‎(2)接着训练用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”，‎ ‎①测试前，一定要将电路中的开关S________；‎ ‎②测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图乙所示 ，读数为________ Ω，此时测量的是________间电阻．根据小灯泡的规格计算出的电阻为________ Ω。‎ ‎【答案】(1)①（B）②A(2)①断开②6 e f 12.7‎ ‎8.如图为某同学做“测电源的电动势和内电阻”的实验时所接电路（电表均为非理想表）．‎ ‎（1）请更正他所接线路中不妥的一处：．‎ ‎（2）在更正了不妥之处并闭合开关后，无论怎样移动变阻器的滑片，电流表的指针不发生偏转而电压表有示数且不变．为在不拆散电路的前提下用一块多用电表判断电路故障，应将多用电表的选择开关置于挡．‎ ‎（3）在正确的选择挡位后，将黑表笔接在图中的a接线柱，红表笔接b、c接线柱时多用电表的指针不发生偏转，黑表笔接c接线柱，红表笔分别接在d、j、g接线柱时，多用电表的指针均发生了偏转．则电路故障的原因是．‎ ‎【答案】（1）将导线③的d端改接在a（或b）接线柱上．（2）直流电压，导线②断路 ‎【解析】（1）电压表应该测量外电压的大小，所以应将导线③的d端改接在a（或b）接线柱上．‎ ‎（2）在不断开电源的情况下，一般应用直流电压表检查电路故障所以将多用电表的开关置于直流电压档．‎ ‎（3）将黑表笔接在图中的a接线柱，红表笔接b、c接线柱时多用电表的指针不发生偏转，知导线可能断路，黑表笔接c接线柱，红表笔分别接在d、j、g接线柱时，多用电表的指针均发生了偏转．知导线②发生断路．‎ ‎10.如图所示，在测电池的电动势和内电阻的实验中，接通开关，电压表有读数，电流表示数为零．改变变阻器滑片的位置，电流表也没有反应．用多用电表电压档检查电路，把红表笔接到电池的正极（电源右接线柱为正极），黑表笔分别接触电流表的正极（b点）和负极（c点），多用电表电压档的示数均为零；用黑表笔分别接触d点、e点，多用电表电压档的示数均和电压表示数几乎相等．检查各接线柱，均选择正确且接触良好，则电路中发生故障的原因是　　（填电流表断路或导线cd断路或滑动变阻器断路）．‎ ‎【答案】导线cd发生断路