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初中二年级物理

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    在进行“怎样使两个小灯泡亮起来”的探究活动中,小明和小红两人把一只开关和两个小灯泡逐一顺次连接后,刚将最后一根导线接好,L2就亮了,但L1没亮.
    (1)他们在实验操作中不当之处是: _________
    (2)关于L1没亮,小明认为L1的灯丝烧断了,但小红说L1的灯丝没烧断.你应该支持 _________ 的观点,理由是 _________
    (3)对于L1没亮,你的分析可能原因是: _________
    本题信息:2012年专项题物理实验题难度较难 来源:张秀锦
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本试题 “在进行“怎样使两个小灯泡亮起来”的探究活动中,小明和小红两人把一只开关和两个小灯泡逐一顺次连接后,刚将最后一根导线接好,L2就亮了,但L1没亮.(1)他们...” 主要考查您对

电路的连接

电路故障分析

电路的三种状态:通路、短路和断路

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电路连接的类型:
①按电路图连接实物图;
②根据要求设计电路一般步骤是:从电源的一极开始,顺着或逆着电流方向连接实物元件,最后连在电源的另一极。,连接实物图时要注意导线不能交叉,导线的端点要接在各元件的接线柱上。

 四种连接类型的作图说明:
(一)看实物画电路图,关键是在看图,图看不明白,就无法作好图,中考有个内部规定,混联作图是不要求的,那么你心里应该明白实物图实际上只有两种电路,一种串联,另一种是并联,串联电路非常容易识别,先找电源正极,用铅笔尖沿电流方向顺序前进直到电源负极为止。明确每个元件的位置,然后作图。顺序是:先画电池组,按元件排列顺序规范作图,横平竖直,转弯处不得有元件若有电压表要准确判断它测的是哪能一段电路的电压,在检查电路无误的情况下,将电压表并在被测电路两端。对并联电路,判断方法如下,从电源正极出发,沿电流方向找到分叉点,并标出中文“分”字,(遇到电压表不理它,当断开没有处理)用两支铅笔从分点开始沿电流方向前进,直至两支笔尖汇合,这个点就是汇合点。并标出中文“合”字。首先要清楚有几条支路,每条支路中有几个元件,分别是什么。特别要注意分点到电源正极之间为干路,分点到电源负极之间也是干路,看一看干路中分别有哪些元件,在都明确的基础上开始作电路图,具体步骤如下:先画电池组,分别画出两段干路,干路中有什么画什么。在分点和合点之间分别画支路,有几条画几条(多数情况下只有两条支路),并准确将每条支路中的元件按顺序画规范,作图要求横平竖直,铅笔作图检查无误后,将电压表画到被测电路的两端。

(二)看电路图连元件作图方法:先看图识电路:混联不让考,只有串,并联两种,串联容易识别重点是并联。若是并联电路,在电路较长上找出分点和合点并标出。并明确每个元件所处位置。(首先弄清楚干路中有无开并和电流表)连实物图,先连好电池组,找出电源正极,从正极出发,连干路元件,找到分点后,分支路连线,千万不能乱画,顺序作图。直到合点,然后再画另一条支路[注意导线不得交叉,导线必须画到接线柱上(开关,电流表,电压表等)接电流表,电压表的要注意正负接线柱]遇到滑动变阻器,必须一上,一下作图,检查电路无误后,最后将电压表接在被测电路两端。

(三)设计电路方法如下:首先读题、审题、明电路,(混联不要求)一般只有两种电路,串联和并联,串联比较容易,关键在并联要注意干路中的开关和电流表管全部电路,支路中的电流表和开关只管本支路的用电器,明确后分支路作图,最后电压表并在被测用电器两端。完毕检查电路,电路作图必须用铅笔,横平竖直,转弯处不得画元件,作图应规范。

(四)识别错误电路一般错误发生有下列几种情况:
1、是否产生电源短路,也就是电流不经过用电器直接回到电源负极;
2、是否产生局部短接,被局部短路的用电器不能工作;
3、是否电压表、电流表和正负接线柱错接了,或者量程选的不合适(过大或过小了);
4、滑动变阻器错接了(全上或全下了)。

并联电路中电流表的连接问题:
    如图,要保证L1和L2并联,只要线头M接在从灯 L2的左接线柱到电流负极的任一接线柱上都可以。但当M接在灯泡L1的左接线柱上或电流表的右接线柱上时,电流表被留在干路中;当M接在电源负极或电流表的左接线柱上时,电流表被留在了L2的支路上。所以两种接法电流表所处的位置不同,所测的电流也不同。

例如:图甲是小亮同学测量并联电路中的总电流时连接的电路。
(1)请你在a、b导线中撤掉一根多余的导线,使电路符合实验要求。你选择撤掉的是_____导线。
(2)撤掉多余的导线后,闭合开关,电流表的读数如图乙所示,其读数为_____A。

解析从图示可以看出导线6是多余的,去掉b 后,两灯泡并联,电流表测干路的电流,从电流表的量程和指针偏转可以看出,此时的示数为0.34A。

答案(1)b(2)0.34


串联电路的故障现象:
一般归纳为两类:
1.开路:(亦作“断路”).所有用电器都不工作,电流表无示数,只有垮在断点两边的电压表有示数,且示数接近(或等于)电源电压。
2.短路:被短路的部分用电器不工作,电流表有示数,接在被短路用电器两端的电压表无示数,接在其他用电器两端的电压表有示数。
电路故障分析:
一、常见故障:
故障1:闭合开关后,灯泡忽明忽暗,两表指针来回摆动;
原因:电路某处接触不良;
排除方法:把松动的地方拧紧。

故障2:闭合开关前灯泡发光闭合开关后灯泡不亮了两表也无示数
原因:开关与电源并联导致所有东西都被短路
后果:极容易烧坏电源

故障3(也就是做题最常见的故障):闭合开关后灯泡不亮电流表几乎无示数电压表所呈示数几乎为电源电压
原因1:灯泡断路故电压表串联到了电路中
说一下啊一般判断电路时都是把电压表当做断路是应为它的电阻很大很大所以呢如果电压表与一灯泡并联而这个灯泡断路了就相当于直接把这个电压表串联在电路中I=U/R因为电压是恒定的电阻巨大所以电流表的示数就很小了而串联式靠电阻分压的由于电压表的电阻巨大在这么大的电阻前灯泡的电阻就显得微不足道所以电压表显示的几乎是电源电压;
原因2:电流表与电压表位置互换
这样灯泡就被几乎没有电阻的电流表(它接到了电压表的位置上)短路故不亮电路中只串联了一个电流表和一个电压表因为电压表的电阻很大所以几乎分到了全部电压而由于电压表的电阻大所以电流表几乎无示数;
补充一下啊:有时做题会问你如果在测小灯泡电阻的实验中(或是电路图中只有一个灯泡两表)如果电流表与电压表位置互换会有什么后果就答:灯泡不亮电流表几乎无示数(其实就是没示数)电压表所示几乎为电源电压(其实就是电源电压)


故障4:闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片灯泡亮度与两表示数均无改变;
原因:变阻器没有按照一上一下的方法来接
补充一下:变阻器全接上接线柱时:相当于导线(这是极不安全的容易造成电路电流过大)变阻器全接下接线柱是:相当于一个定值电阻。

故障5:闭合开关后,无论怎样移动滑片灯泡都不亮
原因1:电路某一处断路
原因2:灯泡被导线或电流表短路

故障6:灯泡亮两表指针反向偏转;
原因:两表的正负接线柱接反了
“症状”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。
“症状”2:电压表示数为零。诊断:
(1)电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路;
(2)电压表的两接线柱间被短路。
“症状”3:电流表示数为零。诊断:
(1)电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。
(2)电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中)。
(3)电流表被短路。
“症状”4:电流表被烧坏。诊断:
(1)电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路,即发生了短路。
(2)电流表选用的量程不当。

初中物理电学故障只有几类:短路(包括电源短路和局部用电器短路);断路;电流、电压表正负接反;电压表串接等等。
首先,看它给出的电路图或者实物图,用电流的流向法(电流从电源正极出发,通过用电器,流回负极)判断,各个用电器的工作情况。具体问题具体分析吧。 常用到的一些重要方法有:电流表看成导线,电压表看成断路。
例如:灯不亮,用电器不工作,可能的原因有:
1)断路。电路中有个地方断开了,包括开关、用电器自身,接触不良等等;
2)短路。用电器被某条导线或者电流表短路了。

涉及到电压表的一些问题:
1)电压表有读数。但电流表无读数(或很弱),灯不亮,用电器不工作,原因:与电压表并联的部分(电压表是并联使用的)断路。这样,电压表相当于串联在电路中。
2)电压表无读数。
a.电流表无读数,灯不亮,用电器不工作,则,与电压表并联的电路**以外**的地方断路。
b.电流表有读数,与电压表并联部分不工作,则,与电压表并联部分被短路,这时,电压表相当与与导线并联,导线两端的电压为0.
等效电路图的意思:比如,我说当开关闭合,灯泡1和灯泡2串联,则,我们就可以在草稿纸上面就可以直接画灯泡1和灯泡2串联,闭合的开关当作导线,这样就可以简化电路。方便我们计算和分析。
如果电压表有示数,说明电压表的两个接线柱与电源两极间连接良好,并且电压表没被短路。
如果电流表有示数,说明电流表所在电路是通路,电路故障很可能是某处短路。

二、开路,短路的判断:
(一)开路的判断
1、如果电路中用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流,则电路开路。
2、具体到那一部分开路,有两种判断方式:
①把电压表分别和各处并联,则有示数且比较大(常表述为等于电源电压)则电压表两接线柱之间的电路开路(电源除外);
②把电流表分别与各部分并联,如其他部分能正常工作,电流表有电流,则当时与电流表并联的部分断开了。(适用于多用电器串联电路)

(二)短路的判断
1、串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作,其他部分用电器能正常工作,则不能正常工作的部分短路。
2、把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零表示导线正常,如某一用电器两端的电压为零,则此用电器短路。
※根据近几年中考物理中出现的电路故障,总结几条解决这类问题的常用的主要判断方法:
“症状”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。
“症状”2:电压表示数为零。诊断:
(1)电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路;
(2)电压表的两接线柱间被短路。
“症状”3:电流表示数为零。诊断:
(1)电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。
(2)电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中)。
(3)电流表被短路。
“症状”4:电流表被烧坏。诊断:
(1)电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路,即发生了短路。
(2)电流表选用的量程不当。

三、分析归纳:
串联电路中,断路部位的电压等于电源电压,其它完好部位两端电压为0V;
串联电路中,短路部位的电压等于0V,其它完好部位两端有电压,且电压之和等于电源电压。
不管“短路、断路”成因是多么复杂,其实质却很简单,我们可以认为“短路”的用电器实质就是电阻很小,相当于一根导线,“断路”的用电器实质就是电流无法通过相当于断开的电键。在分析中用导线代替“短路”的用电器,用断开的电键代替“断路”的用电器,往往会收到意想不到的效果。
形成故障的原因很多,比如“短路”有可能是用电器两个接线柱碰线造成,也可能是电流过大导致某些用电器内部击穿,电阻为零;“断路”有可能是导线与用电器接触不良造成,也可能是电流过大将用电器某些部分烧断造成。

实验过程中如何分析电路故障:
   在做探究串、并联电路中电流的规律的实验时,可能会遇到各种各样的电路故障,一般可以根据故障的现象推断产生的原因。以下就此实验中可能出现故障的现象进行分析诊断。
1.在串联电路(甲图)中的故障

(1)只有一个灯泡亮,如L1亮,其他电路完好,说明问题出在不发光的灯泡L2上,检查灯泡L2的灯丝和灯座是否有短路故障。
(2)两灯都不亮,则电路中一定有断路,可以用一只好灯泡检测故障部位,将检验灯泡分别与灯泡L1、 L2、电流表、开关、电源并联,或与多个元件并联,直到检验灯泡发光,说明所并电路部分存在着断路故障。例如:将检验灯泡L与灯泡L1并联(乙图),如果L发光,说明灯泡L1处断路;如果L不亮,则其他元件处有断路情况。

2. 在并联电路(丙图)中的故障

(1)只有一个灯泡亮,如L1亮,只能是不发光的灯泡L2支路上存在断路故障,检查灯丝是否烧断,灯座、导线是不是没有接好。
(2)两灯都不亮,一般属于干路故障,检查电源、开关、电流表及干路导线中是否断路,也有可能是两条支路同时断路。
通路:处处接通的电路

断路:又叫开路,是某处断开的电路

短路:将导线直接连接到电源两端的电路
三种状态的特点:
通路 电路中有电流通过,用电器能够工作(如下图甲所示)
断路 电路中无电流通过,用电器不能工作(如图乙、丙所示)
短路 电路中电流会很大,可能烧坏电源,这是绝对不允许的(如图丁所示)

常见电路故障的识别方法:
1. 常见的几种电路故障:
连接状态 产生原因 结果
开路 开关未闭合、电线断裂、接头松动等 用电器不能工作
短路 电源短路——导线不经过用电器直接跟电源两极连接起来 轻则引起电路故障,重则将烧毁电源,甚至引起火灾
局部短路——当电路中有多个用电器时,把其中部分用电器两端直接用导线连接起来 被短路的部分用电器不能工作

2.一般说来,电源短路是必须避免的错误(特殊情况例外,如演示奥斯特实验)。局部短路可分为有意和无意两种。有意短路是一种知识在实际应用中的迁移 (如一些电热器的保温电路等),而无意短路则是在操作中出现的错误或疏忽(如家用电器中的两线相碰等)。短路未必会有严重性后果,有时也可以巧妙利用,但应视具体情况而定。
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