1. 初中物理電路故障分析問題
一、 初中物理故障電路分析
1、 電壓表示數為零的情況
a 電壓表測量的用電器發生短路
一燈亮一燈不亮，電流表有示數；
b 幹路用電器發生斷路
兩燈都不亮，電流表無示數；
C 電壓表故障或與電壓表連線發生斷路
兩燈都亮，電流表有示數
2 電壓表示數等於電源電壓的情況
A 電壓表測量的用電器發生斷路
兩燈都不亮，電流表無示數
註：此時不能把電壓表看成斷路，而把它看成是一個阻值很大的電阻同時會顯示電壓示數的用電器，由於電壓表阻值太大，根據串聯電路分壓作用，電壓表兩端幾乎分到電源的全部電壓，電路中雖有電流但是很微弱，不足以使電流表指針發生偏轉，也不足以使燈泡發光。如果題目中出現「約」、「幾乎」的字眼時，我們就鎖定這種情況。
B 幹路用電器發生短路
一燈亮一燈不亮，電流表有示數
3 用電壓表判斷電路故障
電壓表有示數說明：和電壓表接線柱連接的兩根線路完好無損
電源電壓為6V，用電壓表測得：Uab=0;Ued=6v;Ucd=0;Uac=6v,燈泡不亮，哪裡出現故障？
解題思路： 先找有示數的，Ued=6v說明從e點到電源正極線路完好，從d點到電源負極線路完好；Uac=6v說明從a點到電源正極線路完好，從c點到電源負極線路完好，這樣將故障鎖定在ac之間了，由Uab=0,說明bc之間出現故障，故電阻出現斷路。
4 電流表有示數說明和電流表串聯的電路是通路；電流表沒有示數則有兩種情況：1斷路 2 電路中電流太小，不足以使電流表指針發生偏轉（例如：電壓表與電流表串聯，見上面2A）
2. 初中物理電路故障分析規律
電路動態分析和電路故障分析專題
整理：張萬剛
總的來說，故障無非就是短路，斷路，測量儀器的使用錯誤，分析時可以逐個判斷故障，較復雜的電路分成幾個簡單的電路來看，最重要的就是用假設法，假設這個地方有了故障，會發生什麼情況，看看跟題目中給的條件一不一樣。另外也要多練些題，做得多了，自然熟了，做題時，還要總結規律、方法。
電路動態分析題和電路故障分析題是初中學生物理學習過程中的一個難點，其原因是這兩類題目對學生有較高的能力要求。進行電路故障分析，要以電路動態分析能力作為基礎，而電路故障分析又是電路動態分析的載體，因此我們將這兩類分析題整合成一個專題進行復習有利於提高復習的效率。在編排順序中，我們以電路動態分析作為主線，而將電路故障作為電路動態變化的一個原因。
一、滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起電路中電學物理量的變化
1．串聯電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化
[例1]如圖1，是典型的伏安法測電阻的實驗電路圖，當滑片P向左移動時，請你判斷A表和V表的變化。
分析：P左移→R2↓→R↓→I↑→A表↑。
R1不變→IR1↑→U1↑→V表↑。
判斷V表的變化還可以根據串聯電路的分壓原理來分析：R2↓→U2↓→U1↑→V表↑。
[變式訓練題]參考上圖，在伏安法測電阻的實驗中，若由於各種原因，電壓表改接在滑動變阻器的兩端，當滑片P向左移動時，請判斷A表和V表的變化。
圖1 圖2 圖3
[例2]如圖2，當滑片P向左移動時，A表和V表將如何變化。
分析：首先要確定電路的類型，此電路屬於串聯電路呢還是並聯電路。我們可以將電流表簡化成導線，將電壓表簡化成斷開的電鍵或乾脆拿掉。此時可以容易地看出，這是一個串聯電路。而且發現滑動變阻器的滑片已經懸空，滑動變阻器接成了定值電阻，所以A表示數不變。
電壓表在本電路中，是測量R1和R2部分電阻之和的電壓，當滑片P向左移動時，被跨接在電壓表內的電阻隨著變小，根據分壓原理：V表示數減小。
[變式訓練題] 如圖3，當滑片P向左移動時，A表和V表將如何變化。
[例3]在如圖4所示電路中，當閉合電鍵後，滑動變阻器的滑動片P向右移動時 （ ）
(A)安培表示數變大，燈變暗。 (B)安培表示數變小，燈變亮。
(C)伏特表示數不變，燈變亮。 (D)伏特表示數不變，燈變暗。
分析：將電流表等效為一根導線，可以看到電壓表直接測量電源電壓，因此當滑動變阻器的滑動片P向右移動時，電壓表的示數將不會變化；而電阻R的阻值變大，小燈的電阻RL大小不變（注意：在初中階段，小燈的電阻由於溫度的變化引起的變化往往忽略不計），因此總電阻變大，電流變小，所以電流表示數變小。從串聯電路的分壓角度分析，小燈兩端的電壓也將變小，小燈的功率P=ULI也將變小，所以小燈的發光將變暗。本題正確答案為D。
[變式訓練題] 在如圖5，當閉合電鍵後，滑動變阻器的滑動片P向右移動時（ ）
(A)伏特表示數變大，燈變暗。 (B)伏特表示數變小，燈變亮。
(C)安培表示數變小，燈變亮。 (D)安培表示數不變，燈變暗。
圖4 圖5 圖6 圖7
2．並聯電路中滑動變阻器的滑片P的位置的變化引起的變化
[例4]如圖6，當滑片P向右移動時，A1表、A2表和V表將如何變化？
分析：並聯電路各支路兩端電壓相等，等於電源電壓，故電壓表V示數不變。由於並聯電路各支路獨立工作，互不幹擾，滑動變阻器滑片P向右移動時，對R1這條支路沒有影響，所以電流表A1示數不變。滑片P右移，R2變大，兩端電壓不變，故電流變小，幹路中電流也隨之變小，所以A2示數也會變小。
[變式訓練題] 如圖7，當滑片P向右移動時，A1表、A2表和V表將如何變化？
二、電鍵的斷開或閉合引起電路中電學物理量的變化
1．串聯電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化
[例5]在如圖8所示的電路中，將電鍵K閉合，則安培表的示數將______，伏特表的示數將________(均填「變大」、「變小」或「不變」)。
分析：在電鍵尚未閉合前，兩個電阻組成串聯電路。電壓表測量R1兩端的電壓，電鍵K閉合後，電阻R2被局部短路，電壓表變成測量電源兩端的電壓了，因此電壓表的示數將變大。在電鍵尚未閉合前，電流表測量的是串聯電路的電流值，由於此時電阻較大，故電流較小；電鍵K閉合後，電阻R2被局部短路，電路中的電阻只有R1了，因此電流表的示數將變大。
[變式訓練題]在如圖9所示的電路中，當電鍵K斷開時，電阻R1與R2是________聯連接的。電鍵K閉合時，電壓表的示數將________(選填「變小」、「不變」或「變大」)。
圖8 圖9 圖10
2．並聯電路中電鍵的斷開或閉合引起的變化
[例6] 在圖10中，燈泡L1和燈泡L2是______聯連接的。當電鍵K斷開時，電壓表的示數將________；電流表的示數將__________(選填「增大」、「不變」或「減小」)。
分析：本題的難度首先在電路的識別，我們可以將電流表看作導線，將電壓表拿去，就容易看出這個電路是「並」聯電路。電流表是串聯在小燈L1的支路中的，所以電鍵閉合時，電流表的示數從0變到有讀數，應該選填「增大」。電壓表是測量電源電壓，而且不受電鍵控制，所以示數「不變」。
圖11 圖12 圖13
[變式訓練題] 在圖11中，燈泡L1和燈泡L2是______聯連接的。當電鍵K斷開時，電壓表的示數將________；電流表A1的示數將__________，電流表A2的示數將__________ (選填「增大」、「不變」或「減小」)。
三、電路的故障引起電路中電學物理量的變化及故障原因分析
[例7]在圖12中，當電鍵 K閉合後，兩只小燈泡發光，電壓表示數為4伏。過了2分鍾，電壓表示數為0，經檢查除小燈泡外其餘器材的連接良好，請分析造成這種情況的原因可能有：_____________________。
分析：電壓表示數為0，其原因有三：1.電壓表沒有接好或電壓表損壞；2.小燈L2短路；3.小燈L1斷路。起先，電壓表有示數，說明不存在原因1的情況。那麼還有兩種情況都是可能的。答案為：小燈L2短路；小燈L1斷路。
[變式訓練題] 在如圖13所示的電路中，電源電壓等於6伏，合上電鍵後電壓表示數為6伏。經分析得出，電路中可能發生的情況是：______________________________。
[例8] 在如圖14所示的電路中，電源電壓不變。閉合電鍵K後，燈L1、L2都發光。一段時間後，其中一燈突然熄滅，而電流表、電壓表的示數都不變，則產生這一現象的原因可能是（ ）
(A)燈L1短路。 (B)燈L2短路。 (C)燈L1斷路。 (D)燈L2斷路。
分析：這是一個並聯電路。可以採用排除法。小燈L2短路，會導致電壓表示數變小、電流表示數變大，且導致兩燈都不亮；小燈L2斷路，會導致電流表示數變0；小燈L1短路，也會導致兩燈都不亮；一燈熄滅而電表示數都不變，只有小燈L1發生斷路時才有此可能。本題正確答案為C。
[變式訓練題] 在圖15所示的電路中,電源電壓不變。閉合電鍵K，電路正常工作。一段時間後，發現其中一個電壓表示數變大，則 （ ）
(A)燈L可能變亮。(B)燈L亮度可能不變。(C)電阻R可能斷路。(D)電阻R可能短路。
圖14 圖15 圖16
[例9] 在圖16所示，電源電壓不變。閉合電鍵K後，燈L1、L2都發光，—段時間後，其中的一盞燈突然變亮，而電壓表Vl的示數變小，電壓表V2的示數變大，則產生這一現象的原因是 ( )
(A)燈L1斷路。 (B)燈Ll短路。
(C)燈L2斷路。 (D)燈L2短路。
分析：屬於電路故障分析題。「—段時間後，其中的一盞燈突然變亮」排除了電路出現斷路的情況，那麼，故障現象只有發生短路了。電壓表V2的示數變大，是小燈變亮的原因，一定是小燈L2突然變亮；電壓表Vl的示數變小說明小燈L1發生了短路。本題正確答案為B。
專題練習
1. 圖17中，A、B、C、D是滑動變阻器的四個接線柱。若將A、C分別與圖中電路的導線頭M、N相連接，閉合電鍵後，當滑動片P向右移動時，安培表的示數將______(填「變大」、「不變」或「變小」)；若將D與N相連接，接線柱______與M相連接，則閉合電鍵後，滑動片P向左移動時，伏特表的示數增大。
圖17 圖18 圖19
2. 在如圖18所示的電路圖中，當電鍵K閉合時 （ ）
(A) 整個電路發生短路。(B)電流表示數變小。
(C)電流表示數不變化。(D)電流表示數變大。
3. 在圖19所示的電路中，當電鍵K閉合時，燈L1、L2均不亮。某同學用一根導線去查找電路的故障。他將導線先並接在燈L1兩端時發現燈L2亮，燈L1不亮，然後並接在燈L2兩端時發現兩燈均不亮。由此可以判斷 ( )
(A)燈L1斷路。 (B)燈L1短路。 (C)燈L2斷路。 (D)燈L2短路。
4. 如圖20所示，電阻R1的阻值為20歐，R2為40歐，當電鍵K斷開時，電流表A的示數為0.1安，則電源電壓為______伏。若電鍵K閉合時，電流表A的示數為______安。
圖20 圖21 圖22
5. 在圖21所示的電路中，電源電壓為6伏。當電鍵K閉合時，只有一隻燈泡發光，且電壓表V的示數為6伏。產生這一現象的原因可能是 ( )
(A)燈L1短路。 (B)燈L2短路。 (C)燈L1斷路。 (D)燈L2斷路。
6. 如圖22所示，當滑片P向右移動時 ( )
(A)電流表A示數不變，電壓表V示數不變。
(B)電流表A示數不變，電壓表V示數變大。
(C)電流表A示數變小，電壓表V示數變大。
(D)電流表A示數變小，電壓表V示數不變。
7. 如圖23所示，閉合電鍵K，當滑動變阻器的滑片P向右移動時，電流表A的示數將________(選填「變小」、「不變」或「變大」)。
圖23 圖24
8. 在電路中，發生了如圖24所示的現象，已知電路中只有一處故障，且除兩個燈泡外其餘部分均完好，現有導線、電壓表、電流表，在不拆開電路的情況下，請挑選合適的器材判斷電路的故障，寫出兩種判斷方法，包括所用器材、觀察到的現象和結論：___________________________________
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電路動態分析和電路故障分析專題參考答案
1．變小；B。 2．D。 3．A。 4．6；0.15。 5．B． 6．A。 7．不變。
8．方法一：用一根導線並聯在L1兩端，若L2發光，說明L1斷路。
方法二：用電流表並聯在L1兩端，若電流表有示數且L2發光，說明L1斷路。若電流表沒有示數，且L2不發光，說明L2斷路。
方法三：用電壓表並聯在L1兩端，若電壓表示數等於電源電壓，說明L1斷路。若電壓表示數等於零，說明L2斷路。