【苏科版】九上物理 第十三章 电路故障分析判断专题（课件+内嵌式视频）

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电路故障分析CHUZHONGWULI第十三章 电路初探 物理苏科版 物理 九年级 上册串联电路故障分析第十三章 电路故障分析并联电路故障分析1导入新课 ①通路：电路有电流，用电器能够工作的电路叫做通路。 ②断路：某处被断开、没有电流通过的电路叫做断路。常见的断路： 开关断开、导线断、灯丝断、导线与接线柱接触不良等。③短路：短路就是指不经过用电器，用导线直接将电源的 两极相连的电路。1. 电路的几种状态短路会损坏电源，是不允许发生的。2. 电源被短路的几种情况 导线、开关、电流表都可以把电源短路。 电源短路时，电流很大，电源与电流表很容易被烧坏。3. 用电器被短路的几种情况（局部短路） 导线、开关、电流表都可以把串联电路的一个用电器（灯）短路。灯被短路时不发光，但是由于有电阻R连入电路中，电源不会短路。 4. 电流表在电路中可以看作一条导线，电阻为0。电阻 R=0电阻R很大 5. 电压表电阻很大，在电路中可看作断路，不通过电流。 如图所示，电流表与灯L2并联时，灯L2被短路，不发光，但是电流表有示数，灯L1发光更亮。等效电路6. 如图所示，电流表与灯L2并联时   7. 如图所示，电压表与灯L串联时，由于电压表自身电阻很大，所以电压表电阻分到的电压很大，在初中可以认为就是电源电压。 此时电压表的示数为电源电压U，电流为0，灯不发光。请同学们用桌子上的器材组装成一串联电路，闭合开关，让两个小灯泡都亮起来。 做一做L1SL2⑤把任何一条导线弄断等…… ①断开开关；②把小灯泡 L1拧掉；③把小灯泡 L2拧掉；④用导线接在小灯泡 L1两端；现在让小灯泡 L1熄灭，尝试一下你有几种办法？想一想当小灯泡不发光时，我们怎样来判断到底是哪种故障呢？这就是今天我们学习的内容。重点学习——根据电表示数的变化情况、小灯泡的发光情况来分析判断电路中出现的故障。2学习新课串联电路中出现的故障一般分为两种情况：一种是短路，另一种是断路。而不同的电路故障一般是通过灯泡的亮暗和电表示数的情况来体现的，具体判断方法如下：一、故障判断方法1．根据灯泡的情况判断电路故障的方法：①灯泡发光（即用电器工作），表明电路为通路；②2个灯都不亮，故障为断路；一个灯亮一个灯不亮，故障为短路。电流表有示数，故障为短路，电流表无示数，故障为断路。2．根据电流表的示数判断电路故障的方法：3．根据电压表的情况判断电路故障的方法：①电压表有示数，可以肯定从电压表两接线柱到电源两极间的电路为通路，有可能是与电压表并联的部分电路出现断路；②电压表无示数，可能是从电压表两接线柱到电源两极间的电路某处断路，或与电压表相并联的部分电路被短路。 ①小灯泡L1断路；②小灯泡L1短路；③小灯泡L2断路；④小灯泡L2短路. 二、 串联电路出现的故障情况：串联电路用电器出现的故障共有四种情况：1. 用电器出现的故障情况2. 导线及接线柱出现的故障情况（大多为断路） 常见的有以下几种情况：某一根导线断、导线与接线柱接触不良、开关接触不良等；都属于断路故障。3. 电表出现的故障情况 电表出现的故障情况有：断路、短路。  小灯泡L1断路，整个电路断路。此时电路中电流为0，电流表、电压表的示数为0，所有用电器都不工作。1. 小灯泡L1断路三、 用电表检查电路故障小灯泡L1短路，相当于一条导线，等效电路如右图所示。此时电路中电流变大，电流表、电压表的示数都变大，小灯泡L2变亮。2. 小灯泡L1短路小灯泡L2短路，相当于一条导线，等效电路如图所示。此时电路中电流变大，电流表的示数变大，小灯泡L1变亮。电压表被短路，其示数为0。3. 小灯泡L2短路小灯泡L2断路，等效电路如图所示，此时小灯泡L1与电压表串联。电路中电流为0，电流表的示数为0，小灯泡L1不亮。电压表与小灯泡串联在电源两端，电压表的示数为电源电压。 4. 小灯泡L2断路发生短路时，电流表的示数变大；发生断路时，电流表的示数变小。 5. 总结：根据故障情况可以推出电表示数的变化情况①串联电路的四种故障及对应电表示数的变化情况 电流表示数变大，发生短路 ；电流表示数变小，发生断路。电压表示数变大，是“内断或外短”；示数变小，是“内短或外断”。②根据电表示数变化情况判断故障 L1断路L2短路L2断路L1短路3变大变小 变小 变大4L2断路变小 变大4①若电流表与电压表的示数都变大，则发生的故障情况：_____________。②若电流表与电压表的示数都变小，则发生的故障情况：_____________。 ③若电流表示数变大，电压表示数变小，则发生的故障情况：______。 ④若电流表示数变小，电压表示数变大，则发生的故障情况：______。 ⑤若电流表与电压表的示数一个变大，一个变小，则发生的故障情况： ____________________。R2短路R2断路R1短路R1断路R1短路或R1断路 【例题1】如图电路，闭合电键后电路正常工作，过一会R1或R2有一个出现故障。请分析：①观察电流表A的示数： 若电流表A有示数，是某一个用电器（R1或R2）发生短路； 若电流表A无示数，是某一个用电器（R1或R2）发生断路。②观察电压表V的示数： 若电压表V示数变大（为U），往往是“内断外短”，即与电压表并联的用电器R1断路或外面的另一用电器R2短路； 若电压表V示数变小（为0），往往是“内短外断”，即与电压表并联的用电器R1短路或外面的另一用电器R2断路。用电表检查故障的方法技巧四、用导线查找电路故障如图所示，灯L1和L2均不亮.（肯定是断路了，因为若是短路，将有一个灯泡能发光）方法：将导线依次并联在ab、bc、cd两点间，若电路中灯泡亮了，则与导线并联部分发生了断路.【例题2】小明在做电学实验时，连接电路如图所示。闭合开关，灯L1不发光，L2发光，电流表有示数，电压表无示数。电路故障可能是（　　）A．电流表断路 B．电压表短路C．灯L1断路 D．灯L2短路 由图可知，灯泡L1、L2串联，电压表测量L1两端的电压，电流表测量电路中的电流；闭合开关后，L2发光，电流表有示数，说明电路是通路而且灯L2完好，故ACD错误；灯L1不发光，且电压表无示数则可能是灯泡L1短路或电压表短路，故B正确。 B①列表法：根据所有可能的故障情况列表写出电表示数及其变化情况，选取满足条件的故障情况。②演绎推理法：根据关键信息（电表示数的变化情况、小灯亮暗情况）推出故障情况。 演绎推理法优点是能迅速得出结果，但需要一定思维量，如果想不到关键点就会卡壳。 表格法优点是比较全面完整的得出结果，不容易漏掉，缺点是比较耗时。 五、技巧与方法 【例题3】在图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，发现只有两个电表的指针发生偏转，已知电阻R1、滑动变阻器R2中仅有一个出现了故障。电路中的故障可能是______；①闭合开关S，发现只有两个电表的指针发生偏转，电压表V测量电源电压，指针一定发生偏转。②因为电压表V指针发生偏转，所以电压表V1与电流表A一定有一个指针没有发生偏转，即示数为0。R1短路或R1断路。③若电阻R2出现断路时，则电压表V1与电流表A的示数都为0。与题目矛盾，所以这种情况不存在。 ④若电阻R2出现短路时，则电压表V1与电流表A的示数都不为0。与题目矛盾，所以这种情况不存在。 演绎推理【例题4】在如图所示的电路中，电源电压为4.5伏，若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R、灯L上。电键S闭合前后，电压表指针的位置不变，且灯不亮，请根据相关信息写出电压表的示数及相应的故障： 。 根据所有可能的故障情况列表，最多有四种情况：灯L短路、 L断路、电阻R断路、 R短路。 该题中的电键不直接连在电源两端，当电键断开时，电压表可能有示数。所以最好用列表的方法进行分析。 对每一种情况都要写出电键闭合前后电压表的示数，根据电键闭合前后的电压表示数变化情况进行对比分析判断。方法技巧【例题4】电源电压为4.5V，若电路中仅有一处故障，且只发生在电阻R、灯L上。电键S闭合前后，电压表指针的位置不变，且灯不亮，根据相关信息写出电压表的示数及相应的故障： 。 答案：V示数为4.5V，灯短路或电阻断路；V示数为0，灯断路。①列出四种可能的故障情况； ②写出电键断开时，每一种故障的电表示数； ③写出电键闭合时，每一种故障的电表示数； ④对比电键闭合前后电压表示数的变化情况逐一判断。1. 并联电路的特点 ①如图所示的并联电路，三个电键都闭合时。各电表示数的情况如下：电压表的示数为电源电压，电流表A的示数为干路电流，电流表A1的示数为L1支路电流，电流表A2的示数为L2支路电流 。2. 并联电路的基本情况 ②如图所示电路，三个电键都闭合时，电路正常工作。 若闭合电键S、S1，断开电键S2时，则有示数的电表是_____、___、____，无示数的电表是____________。VAA1A2 在并联电路中，各支路互不影响；一般情况下，电压表的示数为电源电压，是不变的。  如图所示，若电流表与灯L1或灯L2并联时，会造成电源短路，损坏电源和电流表。 ③在并联电路中电流表不能并联在电路中。 ④在并联电路中用电器不能发生短路。 如图所示，若灯L1（或L2 ）短路时，会造成电源短路。  小灯泡L1断路，等效电路如右图所示。此时电压表示数不变；电流表A2的示数不变，电流表A的示数变小，电流表A1的示数变小为0； 小灯泡L1熄灭，小灯泡L2正常发光。①小灯泡L1断路  小灯泡L2断路，等效电路如右图所示。此时电压表示数不变；电流表A1的示数不变，电流表A的示数变小，电流表A2的示数为0； 小灯泡L2熄灭，小灯泡L1正常发光。②小灯泡L2断路  小灯泡L1断路和小灯泡L2同时断路，等效电路如右图所示。 此时电压表示数不变；电流表A、A1及A2的示数均为0； 小灯泡L1与小灯泡 L2均熄灭。③小灯泡L1和小灯泡L2同时断路 总结：并联电路的三种故障及对应电表示数的变化情况 根据故障情况可以推出电表示数的变化情况 根据电表示数变化情况可以判断故障 L1断路 L2断路 L1、L2都断路 【例题5】在如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关后，灯都发光。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 ( 　)A．灯L1 短路 　　 B．灯 L2短路C．灯 L1断路 　　 D．灯L2 断路D 电流表测灯L1的电流，电压表的示数为电源电压不变，两个表的示数不变，说明L1是好的，只能是L2断路。【例题6】图示电路中，R1、R2是定值电阻，开关S闭合一段时间后，电流表示数突然减小.用电压表检测电路，当电压表接 a、b两点时，电压表有示数；接b、c两点时，电压表无示数。则故障原因可能是（ ）A. 仅R1断路 B. 仅R2断路 C. 电流表断路 D. ac导线断路 在图示电路中，开关S闭合后，R1与R2并联，电流表接在干路中.当电压表接a、b两点时，电压表有示数，表明电流表未断路，b→S→电源正极这段干路完好，R1可能断路，也可能未断路.接b、c 两点时，电压表无示数，表明ac 导线断路，R₂可能断路，也可能未断路.R1、R₂和ac导线断路时，电流表的示数都突然减小。答案D D3课堂总结一、串联电路故障分析判断 ①小灯泡 L 断路；②小灯泡 L 短路；③电阻 R 断路； ④电阻 R 短路. 2. 导线及接线柱出现的故障情况（大多为断路） 常见的有以下几种情况：某一根导线断、导线与接线柱接触不良、开关接触不良等；都属于断路故障。3. 电表出现的故障情况 电表出现的故障情况有：断路、短路。1. 用电器出现的故障情况 二、并联电路故障分析判断 并联电路故障情况 ①小灯泡L1断路；②小灯泡L2断路；③小灯泡L1和L2同时断路；④开关、导线等断路。 ①并联电路只能发生断路；②并联电路，电压表的示数为电源电压不变；③并联电路，各支路互不影响.方法技巧课堂总结——《电路故障》4课堂练习 1. 如图所示，电源电压为6V，当S闭合时，灯L1和L2都不亮，电压表示数为6V，在这个电路中出现此现象的原因是 （ ） A．灯L1短路               B．灯L2短路 C．灯L1断路                   D．灯L2断路D灯L1和L2都不亮，电压表示数为6V，说明电路发生断路，只有L2断路电压表才会有示数。所以选D。 2. 如图所示，闭合开关S后，灯泡L1、L2都不亮。用一个完好的电压表的“3”和“﹣”接线柱分别接触a、b两点，此时两灯泡都不亮，电压表没有示数。当“3”和“﹣”接线柱分别接触b、c两点时，两灯泡也不亮，但电压表的示数近似为电源电压。该电路的故障是（　 ）A．灯泡L1断路 B．灯泡L2断路C．灯泡L1短路 D．灯泡L2短路由图知，两灯泡串联；用电压表并联在两a、b两点时，电压表无示数，说明电压表的正负接线柱不能与电源两极相连；电压表接触b、c两点时，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；因此电路故障是灯L2断路。故选B。B3. 小明在做电学实验时，连接电路如图所示。闭合开关，灯L1不发光，L2发光，电流表有示数，电压表无示数。电路故障可能是（　　）A．电流表断路 B．电压表短路C．灯L1断路 D．灯L2短路由图可知，灯泡L1、L2串联，电压表测量L1两端的电压，电流表测电路中的电流；闭合开关后，L2发光，电流表有示数，说明电路是通路而且灯L2完好，故ACD错误；灯L1不发光，且电压表无示数则可能是灯泡L1短路或电压表短路，故B正确。 故选B。B4.在图所示的电路中，电源电压为U。已知电路中故障只发生在电阻R1、R2上，开关S闭合前后，电流表指针的位置不变。请根据相关信息写出电流表的示数及相对应的故障。【答案】 I≠0，则R2 断路；I＝0，则R1和R2都断路。 故障只发生在电阻R1、R2上，最多有三种情况：R1断路；R2断路；R1和R2都断路。 S闭合前后，电流表指针的位置不变且为0，则R1和R2都断路； S闭合前后，电流表指针的位置不变且不为0，则R2断路。 5. 如图所示电路，闭合电键后电路正常工作，过一会电路出现故障，①若电路中有两个电表的示数变小，请你判断可能发生的故障。 _______________电压表的示数是不变的。①电路中有两个电表示数变小，一定是两电流表的示数变小，干路中的电流表的示数一定变小；所以当R1断路时，电流表A1与电流表A的示数变小；当R2断路时，电流表A2与电流表A的示数变小。R1断路或R2断路。 5. 如图所示电路，闭合电键后电路正常工作，过一会电路出现故障，②若电路中有三个电表的示数变小，请你判断可能发生的故障： R1和R2都断路。电压表的示数是不变的。②电路中有三个电表的示数变小，即三个电流表的示数变小，一定是R1和R2都断路。6. 如图所示的电路中，闭合开关后，电流表和电压表示数均为0，若将一根导线的一端接在电源的正极，另一端依次试触a、b、c、d接线柱，当试触到d时，电压表有示数且等于电源电压，电流表示数仍为0，若电流表、开关、导线及各接线处均完好，则电路中可能的故障是（　　）A．电灯L1和电流表断路 B．电灯L1短路和电灯L2断路 C．电灯L1和电灯L2断路 D．电灯L1和电流表短路C解析见下页 该电路为串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测L1两端的电压；闭合开关后，两电表示数为0，说明电路中有断路故障；将一根导线的一端接在电源的正极，另一端依次试触a、b、c、d接线柱，当试触到d时，电压表有示数且等于电源电压，说明电压表与电源之间是接通的，是cd之间发生了断路现象，即L2断路；此时电压表有示数，也可能L1断路了，所以故障是： L1和L2断路。故选C。A．电灯L1和电流表断路 B．电灯L1短路和电灯L2断路 C．电灯L1和电灯L2断路 D．电灯L1和电流表短路7. 如图所示电路，电源电压恒为3V，闭合开关S后，灯泡L始终不亮。为排除故障，用电压表的负接线柱与G接线柱连接，其正接线柱依次与F、E、D接线柱试触，发现电压表三次示数分别为0V、0V、3V。若只有一处故障，则可能是（　　）A．灯泡短路B．灯泡断路C．导线DE断路D．导线FG断路C解析见下页②用电压表的负接线柱与G接线柱连接，正接线柱与E接触，电压表无示数，这说明FE之间是正常的；③用电压表的负接线柱与G接线柱连接，正接线柱依次与D接触，电压表有示数，这说明电压表与电源之间是接通的，所以故障是ED之间断路。故选C。电源电压恒为3V，闭合开关S后，灯泡L始终不亮，说明电路出现了断路或灯泡短路的故障；①用电压表的负接线柱与G接线柱连接，正接线柱与F接触，电压表无示数，这说明FG之间是正常的；