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电路故障分析
类型一　串联电路的故障分析
[解题技巧点拨] 串联电路故障分为开路和短路两种。以图T-4-1电路为例。(不考虑电源短路)
图T-4-1
(1)当电流表无示数且小灯泡不亮时,说明电路出现开路故
障。
①当电压表并联在开路部分时
(图T-4-2甲)示数为电源电压;
②当电压表并联在非开路部分
时(图乙)示数为零。
图T-4-2
当串联电路中出现开路故障时,可以利用导线(图丙)或电流表等元件为电路连接一条新的线路,若通过新线路电路变为通路,则说明此位置为开路位置。
(2)当电流表有示数且有小灯泡发
光时,说明电路出现短路故障,若
电压表并联在短路处(图丁),因为
短路处相当于导线,所以电压表示
数为零,其他元件两端电压变大。
图T-4-2
1.如图T-4-3所示,灯L1和灯L2串联在电路中,分别做以下4个模拟实验:
(1)模拟灯L1开路的情景,闭合开
关,观察到灯L2　　　　,电流表
　　　示数,电压表　　　　示数。
(2)模拟灯L2开路的情景,闭合开
关,观察到灯L1　　　　,电流表
　　　示数,电压表　　　　示数。
图T-4-3
不发光
无
有
不发光
无
无
(3)模拟灯L1短路的情景,闭合开关,观察到灯L2　　　　,电流表　　　示数,电压表　　　　示数。
(4)模拟灯L2短路的情景,闭合开关,观
察到灯L1　　　　,电流表　　　,电
压表　　　　示数。
图T-4-3
发光
有
无
发光
有
有
2.某同学采用如图T-4-4所示的电路图做实验,开关闭合后,电路出现一处故障(电阻R1或电阻R2出故障),以下分析正确的是 (　　)
A.若电流表无示数,电压表有
示数,则R1短路
B.若电流表无示数,电压表无
示数,则R2开路
C.若电流表有示数,电压表有示数,则R1开路
D.若电流表有示数,电压表无示数,则R2短路
图T-4-4
D
[解析] 若电流表无示数,电压表有示数,则电路开路,与电压表并联之外的电路是通路,所以R2开路;若电流表无示数,电压表无示数,则电路为开路,与电压表并联之外的电路开路,所以故障是R1开路;若电流表有示数,电压表有示数,则电路是通路,与电压表并联之外的电路发生短路故障,所以故障是R1短路;若电流表有示数,电压表无示数,则电路是通路,但电压表测量的电路短路,所以故障是R2短路。
3.如图T-4-5所示,电源电压不变,两只电表均完好,开关S闭合后,发现只有一只电表的指针发生偏转,若电路中只有一个灯泡出现故障,则可能是(　　)
A.电压表指针发生偏转,灯泡L1短路
B.电压表指针发生偏转,灯泡L1开路
C.电流表指针发生偏转,灯泡L2短路
D.电流表指针发生偏转,灯泡L2开路
图T-4-5
B
[解析] 根据电路图可知,两灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量L1两端的电压。若电压表指针发生偏转,电流表示数为零,则据此可判断电路故障为开路;电压表有示数,说明电压表与电源两极相连,因此电路故障为灯泡L1开路,故A不符合题意,B符合题意。若电流表指针发生偏转,电压表无示数,则据此可判断电压表短路,因此电路故障为灯泡L1短路,故C、D不符合题意。
4.如图T-4-6所示,当开关S闭合时,灯L1、L2均不亮。某同学用一根导线探究其故障:当把导线并联接在灯L1两端时发现灯L2亮,灯L1不亮;当把导线并联接在灯L2两端时发现两灯都不亮,由此可知 (　　)
A.灯L1短路
B.灯L1开路
C.灯L2短路
D.灯L2开路
图T-4-6
B
[解析] 闭合开关时两灯均不亮,说明电路中某处开路,或是两灯均短路;用导线先并联在灯L1两端时,发现灯L2亮,灯L1不亮,说明电路为通路,两灯泡不可能同时短路,灯L2不可能开路;同时因导线与灯L2并联时,两灯均不亮,说明灯L1发生了开路。
5.在如图T-4-7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。
图T-4-7
(1)电路中的故障可能是 。
(2)接着移动滑动变阻器R2的滑片P,只观察到一个电表的示
数发生了改变,则故障一定是　　 　　。
[解析] (1)若R1开路,两个电压表的正、负接线柱都相当于接在电源正、负极上,电压表都有示数,因电压表的内阻很大,使得电路中的电流几乎为0,电流表无示数,满足“只有两个电表有示数”的条件;若R1短路,电压表V1无示数,电压表V通过导线接在电源上,电流表测量通过R2的电流,也满足“只有两个电表有示数”的条件;
R1开路或R1短路　
R1短路
若R2开路,电压表V1无示数,电流表无示数,不满足“只有两个电表有示数”的条件;若R2短路,电流表测量通过R1的电流,两个电压表测量的都是电源电压,也不满足“只有两个电表有示数”的条件。综上,电路中的故障可能是R1开路或R1短路。
(2)若R1开路,电压表V1与R2串联,V1示数始终接近电源电压,电流表无示数,电压表 V测电源电压,移动变阻器的滑片,三个电表的示数不会发生变化;若R1短路,电压表V1示数为零,电压表V示数为电源电压,电流表测通过滑动变阻器的电流,
当移动变阻器R2的滑片时,只观察到电流表的示数发生了改变,符合“只观察到一个电表的示数发生了改变”的条件,则故障一定是R1短路。
类型二　并联电路的故障分析
[解题技巧点拨] 并联电路故障分为开路和短路两种。以图T-4-8甲为例。
图T-4-8
(1)当一个灯亮、一个灯灭、电流表和电压表有示数时,说明电路出现开路故障(图乙)。
发生开路的支路电流为零,干路和其他支路有电流。
(2)当灯都不亮、电压表示数为零时,说明电路出现短路故障(图丙),一个灯短路则全部支路都短路。
6.如图T-4-9所示,灯L1和灯L2并联在电路中,分析下列情况:
(1)灯L1开路,闭合开关,观察到灯L2　　　　,干路电流表A
　　　示数,电流表A1无示数,电流表A2有示数,电压表
　　　示数。
图T-4-9
发光
有
有
(2)灯L2开路,闭合开关,观察到灯L1　　　　,干路电流表A
　　　示数,电流表A1有示数,电流表A2无示数,电压表_____
示数。
(3)灯L1短路,闭合开关,则灯L2、
电源短路,电路中电流很大,电
压表示数为零。
图T-4-9
发光
有
有
7.正确连接电路后,如图T-4-10所示,闭合开关,观察到灯L2发光,但灯L1不发光,电流表有示数,电路可能存在的故障是　
(　　)
A.灯L1开路
B.灯L2开路
C.灯L1短路
D.灯L2短路
图T-4-10
A
8.如图T-4-11所示,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1、L2都发光,一段时间后,其中一盏灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因是 (　　)
A.灯L1短路 B.灯L2短路
C.灯L1开路 D.灯L2开路
图T-4-11
D
[解析] 如果灯L1或L2短路,将发生电源短路,两个灯泡都不发光,故A、B不符合题意;如果灯L1开路,将没有电流通过L1,即电流表示数为零,故C不符合题意;如果灯L2开路,此时电路为灯L1的基本电路,而电源电压保持不变,因此电压表示数不变,由于并联电路中,各支路互不影响,因此通过灯L1的电流不变,即电流表的示数不变,故D符合题意。
9.如图T-4-12所示,闭合开关S,灯泡L1、L2都能正常发光,两只电表都有示数,工作一段时间后,灯泡L1突然熄灭,灯泡L2仍然正常发光,两只电表均无示数,则故障可能是 (　　)
A.电压表短路
B.电流表开路
C.L1开路
D.L1短路
图T-4-12
B
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