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第 65 讲 电路故障分析
1.(2022•河北)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲,设计电路如图 1所
示。选用的器材有:限温开关S (手动将其按下,开始持续加热煮饭,当锅内温度高于103℃时
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自动断开,之后不能自动闭合);保温开关 S (当锅内温度高于80℃时自动断开,温度低于
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70℃时自动闭合);电饭煲的框架(结构如图2所示)。自备元件有:加热电阻丝R(阻值为
60 ,用于加热煮饭);限流电阻R 和R (阻值均为1k );指示灯L 和L (2.5V,0.6W,当
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电Ω流低于30mA时可视为熄灭);保险丝T。 Ω
(1)按照兴趣小组设计的电路,下列说法正确的是 (多选)。
A.按下S ,L 和L 均发光
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B.当锅内温度高于103℃时,S 自动断开。L 和L 均发光
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C.保温过程中,S 自动在闭合、断开状态之间交替切换
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D.当锅内温度低于70℃时,S 自动闭合,L 发光,L 熄灭
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(2)简易电饭煲制作完成后,试用时L 始终不亮,但加热和保温功能均正常,在不增加元件的
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前提下,断开电源,使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是
(填写各步骤前的字母)。
A.将选择开关旋转到“×100”位置
B.将两支表笔直接接触,调节“欧姆调零旋钮”,使指针指向欧姆零点
C.调整“指针定位螺丝”,使指针指到零刻度
D.测量指示灯L 两端的阻值
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E.将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡操作时,将多用电表两表笔与L 两端接触,若指针如图3所示,可判断是 断路损坏;若
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指针如图4所示,可判断是 断路损坏。(用电路中的元件符号表示)
一.知识回顾
电路故障一般是短路或断路,常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、
接触不良等现象。
1.两种常见故障的特点
(1)断路特点:表现为路端电压不为零而电流为零。
(2)短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零。
2.检查故障的两种基本方法
(1)仪表检测法
①电压表检测:如果电压表示数为零,说明电压表上无电流通过,则可能在与电压表并联的路
段之外有断路,或与电压表并联的路段完全短路。
如果电压表有示数,说明电压表上有电流通过,则在与电压表并联的路段之外无断路,且与电
压表并联的路段内电阻值不为零(可能无短路,也可能部分短路)。
②电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的
分析,可以确定故障的位置。在运用电流表检测时,一定要注意电流表的正负接线柱和量程。
③欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路;当测量值很小或为零时,表示该处短路。在
运用欧姆表检测时,外电路一定要切断电源。
(2)假设法
已知电路发生某种故障,寻找故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后逐一假
设某部分电路发生故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行分析。分析结果若与题述物理现
象不符合,则故障不是发生在这部分电路;若分析结果与题述物理现象符合,则故障可能发生在这
部分电路,直到找出发生故障的全部可能为止,此方法亦称排除法。
3.电路中断路与短路的故障判定
首先,认真分析题意,弄清所用的仪表、仪器,然后用“假设推理法”。假设一个故障现象存
在,然后根据电路的串、并联规律进行分析、推理,若能得到相应的现象或题目中所给的数据(如本例表格中的测量结果),就说明这个故障现象存在。
二.典型例题
题型一:实物连线图
例1. 如图是某同学连接的实验实物图,A、B灯都不亮,他采用下列两种方法进行故障检查。
(1)应用多用电表的直流挡进行检查,选择开关置于10 V挡。该同学测试结果如表1所示,在
测试a、b间直流电压时,红表笔应接触________(填“a”或“b”)。根据测试结果,可判定故障
是________。
A.灯A短路 B.灯B短路
C.cd段断路 D.df段断路
表1
测试点 电压示数
a、b 有示数
b、c 有示数
c、d 无示数
d、f 有示数
表2
测试点 指针偏转情况
c、d
d、e
e、f
(2)将开关断开,再选择欧姆挡测试,测量结果如表2所示,那么检查出的故障是 ( )
A.灯A断路 B.灯B短路
C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路
题型二:电路图
例2.如图所示电路中,由于某处出现了故障,导致电路中的A、B两灯变亮,C、D两灯变暗,故
障的原因可能是( )A.R 短路 B.R 断路 C.R 短路 D.R 短路
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三.举一反三,巩固练习
1. 如图电路中,A、B两灯原来正常发光,忽然A灯比原来亮了,设这是因为电路中某
一处发生了故障造成的,那么发生这种故障的可能是( )
A.R 短路 B.R 断路 C.R 断路 D.电源断路
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2. 在探究电路故障时,某实验小组设计了如图所示的电路,当电键闭合后,电路中的各
用电器正常工作,经过一段时间,发现小灯泡A的亮度变暗,小灯泡B的亮度变亮.则下列对
电路故障的分析正确的是( )
A.可能是定值电阻R 短路 B.可能是定值电阻R 断路
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C.可能是定值电阻R 短路 D.可能是定值电阻R 短路
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3. 某学生在研究串联电路电压特点时,接成如图所示电路,接通K后,他将高内阻的电
压表并联在A、C两点间时,电压表读数为U;当并联在A、B两点间时,电压表读数也为
U;当并联在B、C两点间时,电压表读数为零,则出现此种情况的原因可能是(R 、R 阻值
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相差不大)( )A.AB段断路 B.AC段断路 C.AC段短路 D.AB段短路
4. 如图所示的电路中,电源电动势不变、内阻不能忽略,R 、R 、R 、R 为定值电阻,
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L 、L 是小灯泡(阻值不变),电流表是理想电表。闭合开关S,两灯均正常发光。由于某种
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原因定值电阻R 处突然断路,则( )
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A.电流表的读数变小,L 变亮,L 变暗
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B.电流表的读数变小,L 变暗,L 变亮
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C.电流表的读数变大,L 变亮,L 变暗
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D.电流表的读数变大,L 变暗,L 变亮
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5. 如图所示,接通电键S,灯泡L 、L 都正常发光。某时刻由于电路故障两灯突然熄灭。
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若故障只有一处,则下列说法正确的是( )
A.如果将电压表并联在cd两端有示数,说明cd间完好
B.如果将电压表并联在ac两端示数为0,说明ac间断路
C.如果将电流表并联在ac两端示数为0,说明ac间完好
D.如果将电压表并联在ad两端有示数,并联cd两端示数为0,说明cd间断路
6. 如图所示,将滑动变阻器滑片P滑到最左端,闭合S后移动滑片P灯泡L不亮,但电
压表有示数,电流表示数很小。若电路只有一处出现断路故障,当用多用电表的电压挡检测故障位置时( )
A.若多用电表接在滑动变阻器两端有示数,则可能是灯泡L断路
B.若多用电表接在滑动变阻器两端有示数,则可能是滑动变阻器R断路
C.若多用电表接在灯泡L两端有示数,则可能是滑动变阻器R断路
D.若多用电表与电容器的两极板相连有示数,则可能是灯泡L断路