初中物理電路故障判斷方法的分析與探索獲獎科研報告論文

初中物理電路故障判斷方法的分析與探索獲獎科研報告論文摘要：電路故障是初中物理電學(xué)教學(xué)中經(jīng)常遇到的問題之一，也是物理中考的知識點之一。因此，搞好電路故障判斷方法的教學(xué)其意義重大，不但能解決教學(xué)中的問題，提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績，而且有助于學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解，提高綜合分析問題的能力，有助于培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。本文從電路故障判斷的理論基礎(chǔ)、常見故障種類、故障的判斷方法以及個案剖析四個方面加以闡述。

關(guān)鍵詞：電路故障；斷路；短路；判斷方法

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所謂電路故障是指因電路元件、測量電表連接錯誤或損壞，使電路出現(xiàn)的非正?，F(xiàn)象。電路故障分析是近年物理中考?？嫉念}目之一，屬于中等以上難度的試題。故障分析中考題主要是考核三種電路，即通路、短路、斷路基礎(chǔ)知識和相應(yīng)的簡單電路的分析判斷能力。這類題目涉及到的電學(xué)內(nèi)容多，主要有：1、通路、斷路、短路；2、電流表、電壓表的作用及使用規(guī)則；3、串、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻特點；4、歐姆定律。所以解答這類題目不僅需要熟練掌握基礎(chǔ)知識還需要一定的分析技巧，正確解答此類問題，不但有助于學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解，而且對提高綜合分析問題，培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新能力等有重要的意義。

一、電路故障判斷的理論基礎(chǔ)——幾種主要元件的特點及現(xiàn)象產(chǎn)生的原因

1、燈泡：（1）發(fā)光，說明電路是通路；（2）不發(fā)光的原因：①斷路，燈絲斷或電路某處斷開；②燈泡被短路；③電流太弱，不足于達(dá)到發(fā)光的程度。如燈泡與電壓表串聯(lián)后接在某段電路中，……。

2、電流表：（1）電阻很小，可視為零，若并聯(lián)使用，將構(gòu)成短路；（2）有示數(shù)：說明電流表所在電路為通路；（3）無示數(shù)：①電流表所在電路為斷路；②電流表被短路；③電流表損壞；（4）指針反偏，正負(fù)接線柱接反；⑸指針超過最大刻度，量程選小。

3、電壓表：（1）電阻很大，可視為絕緣體，若串聯(lián)使用，將構(gòu)成斷路；（2）在通路電路中，電壓表有所測電壓為不包含電源在內(nèi)的那部分的電壓；（3）在斷路中，用電壓表測某導(dǎo)體兩端的電壓：①示數(shù)為零，則該兩點間連通；②示數(shù)近似于電源電壓，則該兩點間斷開。（4）電壓表有示數(shù)：①串聯(lián)使用，形成斷路，但可測出電源電壓，②電壓表正負(fù)接線柱到正負(fù)極間處處連通。（5）電壓表無示數(shù)：①電壓表被短路；②在通路電路中，電壓表所測部分電阻為零；③電壓表正負(fù)接線柱與電源正負(fù)極間某處斷開；④電壓表損壞；⑤指針反偏，正負(fù)接線柱接反；指針超過最大刻度，量程選小。

4、滑動變阻器：（1）能改變電阻，則滑動變阻器連入電路的接法正確，即一上一下兩個接線柱串聯(lián)接入電路；（2）不能改變電阻，則滑動變阻器連入電路的接法不正確：①若連接的都是上面兩個接線柱，則滑動變阻器此時相當(dāng)于導(dǎo)線；②若連接是下面兩個接線柱，則滑動變阻器此時相當(dāng)于定值電阻。

二、常見故障種類及判斷方法

1、短路故障的判斷

（1）短路的分類

嚴(yán)格的講，電學(xué)中的短路，根據(jù)短路的位置不同可為局部短路和整體短路。整體短路是指導(dǎo)線不經(jīng)過電器直接和電源兩極相連的電路（課本上的定義）。局部短路是指導(dǎo)線不經(jīng)過用電器直接和電路中某一部分用電器兩端相連接的電路。

（2）短路故障的特征

①電路中有電流（電路中有電流表時電流有示數(shù)），

②串聯(lián)電路或者串聯(lián)部分中一部分用電器不能正常工作，其他部分電器能正常工作，則不能正常工作的部分短路，

③并聯(lián)電路中所有用電器都不能正常工作。

（3）短路故障的判斷方法

①把電壓表分別和各部分并聯(lián)，導(dǎo)線部分的電壓為零，表示導(dǎo)線正常，如某一用電器兩端的電壓為零（相當(dāng)于測導(dǎo)線的電流），則此用電器被短路。

②正負(fù)法（“+”、“-”法）

在電路中，把每個用電器的兩端都找兩個點，然后給每個點標(biāo)上適當(dāng)?shù)姆枺ā?”或“-”號）即與電源正極或負(fù)極直接相連（中間不經(jīng)過任何用電器，但電流表除外）的那個點為“+”點，與電源負(fù)極直接相連的那個點為“-”點，根據(jù)電壓是形成電流的原因，某個用電器兩端是異號，說明該用電器兩端有電壓，電路閉合后就會有電流通過該用電器，那么這個用電器注沒有被短路，而用電器兩端是同號（全部是“+”或“-”號）說明該用電器兩端無電壓，也就是沒有電流通過該用電器，從而判斷該用電器是否被短路。

2、開（斷）路故障的判斷

（1）造成斷路的主要原因有：①導(dǎo)線與接線柱之間接觸不良；②由于電流過大電路被燒斷；③將電壓表串聯(lián)在電路中，因為電壓表的內(nèi)阻過大，造成電壓表所在電路開路。

（2）開路故障的特點：

如果電路中用電器不工作（常是燈不亮）且電路中無電源，則電路是開路；若電路中有電壓表，根據(jù)開路位置不同電壓表可能有示數(shù)也可能無示數(shù)。

（3）開路故障的判斷方法

①把電壓表分別和各處并聯(lián)；

②把電流表（或?qū)Ь€）分別與各部分并聯(lián)；

③篩選驗證法

從這方法是從各選項出發(fā)，分析判斷出電路中應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象，對照題意，逐個驗證，從而篩選出要選的。

④推理排除法：

這種方法是從電路已出現(xiàn)的現(xiàn)象