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1、科學(xué)科學(xué)第31講電學(xué)綜合分析專題電學(xué)故障的三大類型:一、串聯(lián)電路電路故障二、并聯(lián)電路電路故障三、家庭電路故障(1)閉合開關(guān)時(shí),兩盞燈都亮,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)只有一盞燈亮。串聯(lián)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(shù)時(shí),故障是在電壓表所接的接點(diǎn)外短路,若電壓表無讀數(shù)時(shí),故障是在電壓表所接的接點(diǎn)內(nèi)短路。(2)開始時(shí)兩盞燈都亮,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩燈都不亮。既然所有燈都不亮了,說明電路中存在斷路現(xiàn)象,即此時(shí)電路出現(xiàn)開路。常用的判斷方法是用電壓表依次測(cè)試某段兩端,根據(jù)有無讀數(shù)來判斷故障的位置。若電壓表有讀數(shù)(一般讀數(shù)較大,接近電源電壓),說明只有并聯(lián)電壓表的用電器是開路
2、的;若電壓表無讀數(shù),說明沒有電流通過電壓表,此時(shí)串聯(lián)電壓表的電路是開路的。1如圖所示,開關(guān)閉合,兩個(gè)燈泡都不發(fā)光,電流表指針幾乎不動(dòng),而電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn),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(shù);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(shù);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(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),只有一只燈泡在發(fā)光,且電壓表的示數(shù)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(lián)電路,因?yàn)殚]合開關(guān)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?yàn)椴⒙?lián)在燈L1兩端的電壓表有示數(shù),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(yù)測(cè))如圖所示是小紅測(cè)定小燈泡電阻的電路圖,當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí),發(fā)現(xiàn)燈L不亮,電流表、電壓表均無示數(shù)。若電路故障只出現(xiàn)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(shù)為0,電流表有示數(shù);若燈泡L發(fā)生斷路,燈不亮,電壓表的正負(fù)接線柱與電源正負(fù)極之間連接是連通的,電壓表有示數(shù);
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(shù)為0;若變阻器短路,燈亮,電壓表和電流表都有示數(shù)。D總結(jié)反思:(1)串聯(lián)電路中如果有一盞燈亮,另外一盞燈不亮。說明這個(gè)電路可能發(fā)生了短路現(xiàn)象,不亮的燈被短路。(2)串聯(lián)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(xiàn)象。1并聯(lián)電路中各個(gè)支路互不影響,閉合開關(guān)若發(fā)現(xiàn)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(lián)電路中某處短路,引起整個(gè)電路短路,即電源短路。此時(shí)所有燈不亮,會(huì)燒壞電源。4如圖所示的電路,電源電壓不變,閉合開關(guān)S后,燈L1和L2均發(fā)光,過了一段時(shí)間,一盞燈突然熄滅,而電流表和電壓表的示數(shù)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(lián),電流表測(cè)量的是燈L2中電流,電壓表測(cè)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(shù)都不變,燈L2不可能斷路,故選B。5(2017,預(yù)測(cè))如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,電路正常工作,一段時(shí)間后,電流表A的示數(shù)變小,電壓表V的示數(shù)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(shù)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(shù)不變,說明電源完好;電流表示數(shù)變小,說明有支路出現(xiàn)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(shù)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(shí)踐,常見的情況有以下幾種:(1)保險(xiǎn)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(diǎn)與火線進(jìn)戶端之間能使測(cè)電筆氖管發(fā)光,斷點(diǎn)與零線之間不能使測(cè)電筆的氖管發(fā)光。(3)進(jìn)戶線零線斷路:斷點(diǎn)與火線之間能使測(cè)電筆氖管發(fā)光,從現(xiàn)象上看,插座中的兩孔都能使測(cè)電筆的氖管發(fā)光,實(shí)際上是因?yàn)榱憔€斷了以后,電流從火線通過其他
7、用電器的開關(guān)(燈絲),經(jīng)過測(cè)電筆流過人體到達(dá)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(jìn)行檢測(cè),如圖所示,斷開所有用電器的開關(guān),用一個(gè)普通的白熾燈L作為“校驗(yàn)燈”,與熔斷的熔絲并聯(lián),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。【解析】閉合S、S1時(shí),燈L與L1串聯(lián),若L正常發(fā)光,說明L1沒有分壓,L1短路;只閉合S、S2時(shí),燈L與L2串聯(lián),L發(fā)出暗紅色的光(發(fā)光不正常),說明L2分壓,電路正常??偨Y(jié)反思:對(duì)家庭電路故障的分析判斷能力的考
8、查,要結(jié)合家庭電路的特點(diǎn)熟練掌握。短路正常361如圖所示電路,電源電壓為3 V,當(dāng)開關(guān)S閉合后,只有一盞燈泡發(fā)光且電壓表的示數(shù)為3 V,產(chǎn)生這一現(xiàn)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(lián)在電路中,閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)L1亮,L2不亮。對(duì)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(guān)S,電路正常工作,過一會(huì)兒,燈L突然變亮
9、,電流表、電壓表示數(shù)都變大。該電路中可能出現(xiàn)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(guān)S,兩只燈泡均不發(fā)光,電流表的示數(shù)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(xué)找來了一只完好的電壓表,將它并聯(lián)在燈泡L1兩端,閉合開關(guān)S,觀察電壓表。若電壓表無示數(shù),則說明故障發(fā)生在燈泡_上。斷路L25(2017,預(yù)測(cè))根據(jù)下列有關(guān)家庭電路提出的問題,進(jìn)行相應(yīng)的解答:(1)當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí),電工師傅常用一只額定電壓為220 V的燈泡L0(檢驗(yàn)燈泡
10、),放在保險(xiǎn)絲位置上,并且斷開保險(xiǎn)絲,來檢查家庭電路中每個(gè)支路的情況,如圖所示,當(dāng)S、S1閉合時(shí),L0正常發(fā)光,說明該支路_。(2)當(dāng)家庭電路中所有燈都工作時(shí),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(guān)S1的兩端,與開關(guān)S1并聯(lián),則無論開關(guān)S1斷開還是閉合,該燈均不能正常發(fā)光,原因是當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),該燈被短路,當(dāng)開關(guān)斷開時(shí),該燈實(shí)際電壓低,所以均不能正常工作。(4)測(cè)電筆是用來辨別火線和零線的,使用時(shí),筆尖與電線接觸,手與 接觸。(5)當(dāng)把臺(tái)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(guān)S,電路正常工作
11、。過了一會(huì)兒,兩電表的示數(shù)都變大,則該電路中出現(xiàn)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(xué)研究串聯(lián)電路中電流、電壓特點(diǎn)的實(shí)物連接圖,當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),燈L1亮,燈L2不亮,電流表和電壓表均有讀數(shù)。則故障原因可能是( )AL1斷路 BL1短路CL2斷路 DL2短路D3(2017,預(yù)測(cè))某實(shí)驗(yàn)小組連接了如圖所示的串聯(lián)電路,電源電壓為3 V恒定不變。連接好電路,閉合開關(guān)后兩燈都不亮,他們用電壓表先后測(cè)得UabUbcUcd0,Uad3V。為進(jìn)一步確認(rèn)電路故障,他們先用導(dǎo)線將a、b連接起來,先后測(cè)得UbcUcd0;再用導(dǎo)線將b、c連接起來,先后測(cè)得Uab0,Ucd近似等
12、于3 V;最后用導(dǎo)線將c、d連接起來,先后測(cè)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(guān)S都發(fā)生了斷路C燈Ll和開關(guān)S都發(fā)生了斷路D燈Ll、燈L2和開關(guān)S都發(fā)生了斷路B4小強(qiáng)同學(xué)在探究串聯(lián)電路電流規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,按如圖所示電路圖連接好了電路,閉合開關(guān)S后,觀察實(shí)驗(yàn),兩燈均不發(fā)光。為檢測(cè)出電路故障,他做了以下操作:將電壓表接到b、c兩點(diǎn),觀察電壓表、電流表均無示數(shù)。將電壓表接到a、b兩點(diǎn),觀察電壓表有明顯示數(shù),而電流表示數(shù)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(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),有時(shí)會(huì)遇到電路元件
13、接觸不良現(xiàn)象,一般要利用電壓表來檢測(cè)故障發(fā)生的位置。小強(qiáng)同學(xué)連接了如圖所示電路,開關(guān)閉合后燈泡不亮,電流表的示數(shù)為零,此時(shí)用電壓表測(cè)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(guān)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(guān)S,發(fā)現(xiàn)電燈L1、L2均不亮,電流表示數(shù)為零,說明電路存在_故障,用電壓表進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)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(xué)自制的一個(gè)電路故障檢測(cè)儀的電路圖,若1和2之間接一電阻,則電流表有示數(shù),電壓表_示數(shù);
14、若1和2之間接一導(dǎo)線,則電流表有示數(shù),電壓表_示數(shù);若1和2之間為斷路,則電流表無示數(shù),電壓表_示數(shù)。(均填“有”或“無”)有無有8(2017,預(yù)測(cè))在自然災(zāi)害中輸電線路容易出現(xiàn)故障,科技小組的同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究來體驗(yàn)判斷故障類型和位置的方法。他們用AB、CD兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)的長(zhǎng)直電阻絲模擬輸電線,在電阻絲的左右兩側(cè)可以安裝檢測(cè)電路,電阻絲單位長(zhǎng)度的阻值為r。如圖1所示,在左側(cè)安裝檢測(cè)電路,其中R0為保護(hù)電阻,右側(cè)用導(dǎo)線連接。線路無故障時(shí),電壓表V1示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I。(1)若檢測(cè)電路中電流表示數(shù)為0,電壓表V1示數(shù)為U,表明輸電線故障為_。(2)若檢測(cè)電路中電流表示數(shù)大于I,電壓表V1示數(shù)為U,表明輸電線可能出現(xiàn)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(dǎo)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(cè)連接電壓表V2。若輸電線短路,則電壓表V2示數(shù) ;若輸電線之間形成間隙電阻,則電壓表V2示數(shù) 。斷路為0V小于U