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1、科學科學第31講電學綜合分析專題電學故障的三大類型:一、串聯電路電路故障二、并聯電路電路故障三、家庭電路故障(1)閉合開關時,兩盞燈都亮,一段時間后發(fā)現只有一盞燈亮。串聯電路中只有一盞燈亮,則電路某處發(fā)生短路,可用電壓表判斷故障的位置,若電壓表有讀數時,故障是在電壓表所接的接點外短路,若電壓表無讀數時,故障是在電壓表所接的接點內短路。(2)開始時兩盞燈都亮,一段時間后發(fā)現兩燈都不亮。既然所有燈都不亮了,說明電路中存在斷路現象,即此時電路出現開路。常用的判斷方法是用電壓表依次測試某段兩端,根據有無讀數來判斷故障的位置。若電壓表有讀數(一般讀數較大,接近電源電壓),說明只有并聯電壓表的用電器是開路
2、的;若電壓表無讀數,說明沒有電流通過電壓表,此時串聯電壓表的電路是開路的。1如圖所示,開關閉合,兩個燈泡都不發(fā)光,電流表指針幾乎不動,而電壓表指針有明顯偏轉,該電路故障可能是( )A電流表開路,并且L1、L2燈絲斷了BL1燈絲斷了C燈泡L2開路D燈泡L1短路【解析】如果電流表開路,且兩只燈泡L1、L2燈絲斷了,兩燈都不發(fā)光,電壓表、電流表無示數;如果燈泡L2開路,兩只燈泡都不發(fā)光,電壓表、電流表都無示數;如果燈泡L1短路不能發(fā)光,L2能夠發(fā)光。B2如圖所示,電源電壓3 V(保持不變)。當開關S閉合時,只有一只燈泡在發(fā)光,且電壓表的示數約為3 V,由此可以判斷( )A燈L1短路B燈L1斷路C燈L
3、2斷路D燈L2短路【解析】該電路為串聯電路,因為閉合開關后,只有一只燈泡發(fā)光,因此電路中不可能是燈泡斷路,只能發(fā)生燈泡短路故障;又因為并聯在燈L1兩端的電壓表有示數,并且等于電源電壓,所以燈L1不可能短路,只能是燈L2短路。D3(2017,預測)如圖所示是小紅測定小燈泡電阻的電路圖,當閉合開關S時,發(fā)現燈L不亮,電流表、電壓表均無示數。若電路故障只出現在燈L和變阻器R中的一處,則下列判斷正確的是( )A燈L短路B燈L斷路C變阻器R短路D變阻器R斷路【解析】若燈泡L短路,燈不亮,電壓表示數為0,電流表有示數;若燈泡L發(fā)生斷路,燈不亮,電壓表的正負接線柱與電源正負極之間連接是連通的,電壓表有示數;
4、電壓表的電阻無限大,使得電路中的電流為0,電流表的示數為0;若變阻器短路,燈亮,電壓表和電流表都有示數。D總結反思:(1)串聯電路中如果有一盞燈亮,另外一盞燈不亮。說明這個電路可能發(fā)生了短路現象,不亮的燈被短路。(2)串聯電路中如果所有燈都不亮,說明電路中可能發(fā)生了開路現象。1并聯電路中各個支路互不影響,閉合開關若發(fā)現只有一盞燈亮,說明這一盞亮燈的電路是通路的,那盞不亮的燈一定是開路。2并聯電路中某處短路,引起整個電路短路,即電源短路。此時所有燈不亮,會燒壞電源。4如圖所示的電路,電源電壓不變,閉合開關S后,燈L1和L2均發(fā)光,過了一段時間,一盞燈突然熄滅,而電流表和電壓表的示數都不變,則發(fā)生
5、的故障可能是( )AL2斷路BL1斷路CL2短路DL1短路B【解析】如圖所示,兩燈泡并聯,電流表測量的是燈L2中電流,電壓表測量的是燈L1兩端的電壓,也就是燈L2兩端的電壓,即電源電壓。由于有燈熄滅、有燈繼續(xù)發(fā)光,說明故障一定是斷路而不是短路,由于電流表、電壓表的示數都不變,燈L2不可能斷路,故選B。5(2017,預測)如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關S,電路正常工作,一段時間后,電流表A的示數變小,電壓表V的示數不變,若故障只發(fā)生在電阻R1、R2上,用某完好的定值電阻R(RR1)替換R2,替換前后兩電表的示數恰好不變,則( )AR1一定斷路 BR2一定斷路CR1可能斷路 DR2可
6、能斷路【解析】電壓表示數不變,說明電源完好;電流表示數變小,說明有支路出現斷路;用某完好的定值電阻R(RR1)替換R2,替換前后兩電表的示數恰好不變,說明替換的定值電阻RR2,并且R2所在的支路完好;因此電路故障為R1斷路。故選A。A家庭電路中的故障分析題來源于人們的生活實踐,常見的情況有以下幾種:(1)保險絲熔斷:可能是短路;也可能是電路中的總功率過大。(2)火線斷路:斷點與火線進戶端之間能使測電筆氖管發(fā)光,斷點與零線之間不能使測電筆的氖管發(fā)光。(3)進戶線零線斷路:斷點與火線之間能使測電筆氖管發(fā)光,從現象上看,插座中的兩孔都能使測電筆的氖管發(fā)光,實際上是因為零線斷了以后,電流從火線通過其他
7、用電器的開關(燈絲),經過測電筆流過人體到達大地。6家里某用電器發(fā)生短路,熔絲立即熔斷,用下列方法進行檢測,如圖所示,斷開所有用電器的開關,用一個普通的白熾燈L作為“校驗燈”,與熔斷的熔絲并聯,然后只閉合S、S1,若L正常發(fā)光,說明L1_;只閉合S、S2,若L發(fā)出暗紅色的光(發(fā)光不正常),說明L2_(選填“正?!薄岸搪贰被颉皵嗦贰?。通常人體安全電壓不高于_V,生活中要注意用電安全?!窘馕觥块]合S、S1時,燈L與L1串聯,若L正常發(fā)光,說明L1沒有分壓,L1短路;只閉合S、S2時,燈L與L2串聯,L發(fā)出暗紅色的光(發(fā)光不正常),說明L2分壓,電路正常。總結反思:對家庭電路故障的分析判斷能力的考
8、查,要結合家庭電路的特點熟練掌握。短路正常361如圖所示電路,電源電壓為3 V,當開關S閉合后,只有一盞燈泡發(fā)光且電壓表的示數為3 V,產生這一現象的原因可能是( )A燈泡L1處短路B燈泡L2處短路C燈泡L1處斷路D燈泡L2處斷路A2如圖所示,將兩只額定電壓相同的燈泡L1、L2串聯在電路中,閉合開關S后,發(fā)現L1亮,L2不亮。對此有下列幾種猜想,其中可能的是( )L2燈絲斷了,燈座未短路燈泡L2的電阻太小燈泡L2兩端電壓較大通過燈泡L1、L2電流不等燈泡L2的燈座被短路燈泡L1、L2的額定功率不同A BC DD3在如圖所示的電路中,電源電壓不變,閉合開關S,電路正常工作,過一會兒,燈L突然變亮
9、,電流表、電壓表示數都變大。該電路中可能出現的故障是( )A燈L短路 B燈L斷路C電阻R短路 D電阻R斷路C4在如圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變,閉合開關S,兩只燈泡均不發(fā)光,電流表的示數為零。若電路中僅有一處故障。(1)該電路中存在的故障一定是發(fā)生了_(選填“斷路”或“短路”);(2)若故障只發(fā)生在兩只燈泡上,小明同學找來了一只完好的電壓表,將它并聯在燈泡L1兩端,閉合開關S,觀察電壓表。若電壓表無示數,則說明故障發(fā)生在燈泡_上。斷路L25(2017,預測)根據下列有關家庭電路提出的問題,進行相應的解答:(1)當電路發(fā)生故障時,電工師傅常用一只額定電壓為220 V的燈泡L0(檢驗燈泡
10、),放在保險絲位置上,并且斷開保險絲,來檢查家庭電路中每個支路的情況,如圖所示,當S、S1閉合時,L0正常發(fā)光,說明該支路_。(2)當家庭電路中所有燈都工作時,總電阻_(選填“最大”或“最小”)。短路最小(3)如果想再接一盞燈,把它接在開關S1的兩端,與開關S1并聯,則無論開關S1斷開還是閉合,該燈均不能正常發(fā)光,原因是當開關閉合時,該燈被短路,當開關斷開時,該燈實際電壓低,所以均不能正常工作。(4)測電筆是用來辨別火線和零線的,使用時,筆尖與電線接觸,手與 接觸。(5)當把臺燈插頭插入插座,家中熔絲立即燒斷,則 。筆尾金屬體插頭短路1如圖所示電路中,電源電壓保持不變。閉合開關S,電路正常工作
11、。過了一會兒,兩電表的示數都變大,則該電路中出現的故障可能是( )A燈L短路B燈L斷路C電阻R斷路D電阻R短路A2如圖是小文同學研究串聯電路中電流、電壓特點的實物連接圖,當開關閉合時,燈L1亮,燈L2不亮,電流表和電壓表均有讀數。則故障原因可能是( )AL1斷路 BL1短路CL2斷路 DL2短路D3(2017,預測)某實驗小組連接了如圖所示的串聯電路,電源電壓為3 V恒定不變。連接好電路,閉合開關后兩燈都不亮,他們用電壓表先后測得UabUbcUcd0,Uad3V。為進一步確認電路故障,他們先用導線將a、b連接起來,先后測得UbcUcd0;再用導線將b、c連接起來,先后測得Uab0,Ucd近似等
12、于3 V;最后用導線將c、d連接起來,先后測得Uab0,Ubc近似等于3 V。則故障原因可能是( )A燈Ll和燈L2都發(fā)生了斷路B燈L2和開關S都發(fā)生了斷路C燈Ll和開關S都發(fā)生了斷路D燈Ll、燈L2和開關S都發(fā)生了斷路B4小強同學在探究串聯電路電流規(guī)律的實驗中,按如圖所示電路圖連接好了電路,閉合開關S后,觀察實驗,兩燈均不發(fā)光。為檢測出電路故障,他做了以下操作:將電壓表接到b、c兩點,觀察電壓表、電流表均無示數。將電壓表接到a、b兩點,觀察電壓表有明顯示數,而電流表示數幾乎為零,則電路故障可能是( )A燈L2斷路 B燈L2短路C電流表燒壞了 D燈L1斷路A5在做電學實驗時,有時會遇到電路元件
13、接觸不良現象,一般要利用電壓表來檢測故障發(fā)生的位置。小強同學連接了如圖所示電路,開關閉合后燈泡不亮,電流表的示數為零,此時用電壓表測得a、d間電壓不為零,a、c間電壓為零,c、d間的電壓不為零,這說明( )A電源接線柱接觸不良B開關的觸片或接線柱接觸不良C電流表連接柱接觸不良D燈泡燈絲斷了或燈座接觸不良B6如圖所示,閉合開關S,發(fā)現電燈L1、L2均不亮,電流表示數為零,說明電路存在_故障,用電壓表進行檢測,發(fā)現b、c間電壓為零,a、b和a、c間電壓均為3 V,則電路的故障是 。斷路電燈L1處斷路7如圖為某同學自制的一個電路故障檢測儀的電路圖,若1和2之間接一電阻,則電流表有示數,電壓表_示數;
14、若1和2之間接一導線,則電流表有示數,電壓表_示數;若1和2之間為斷路,則電流表無示數,電壓表_示數。(均填“有”或“無”)有無有8(2017,預測)在自然災害中輸電線路容易出現故障,科技小組的同學通過實驗探究來體驗判斷故障類型和位置的方法。他們用AB、CD兩根長為L的長直電阻絲模擬輸電線,在電阻絲的左右兩側可以安裝檢測電路,電阻絲單位長度的阻值為r。如圖1所示,在左側安裝檢測電路,其中R0為保護電阻,右側用導線連接。線路無故障時,電壓表V1示數為U,電流表示數為I。(1)若檢測電路中電流表示數為0,電壓表V1示數為U,表明輸電線故障為_。(2)若檢測電路中電流表示數大于I,電壓表V1示數為U,表明輸電線可能出現短路或形成間隙電阻。如圖2所示,小組在AB、CD之間某處連接一根導線模擬輸電線短路,或在另一處連接未知電阻Rx模擬輸電線之間形成間隙電阻,在右側連接電壓表V2。若輸電線短路,則電壓表V2示數 ;若輸電線之間形成間隙電阻,則電壓表V2示數 。斷路為0V小于U