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浅谈初中动态电路和电路故障的分析方法

2017-11-14陶志远

都市家教·下半月 2017年9期
关键词:断路用电器电压表

电路动态分析题和电路故障分析题是初中学生物理学习过程中的一个难点,其原因是这两类题目对学生有较高的能力要求。进行电路故障分析,要以电路动态分析能力作为基础,而电路故障分析又是电路动态分析的载体,因此我们将这两类分析题整合在一起进行分析研究。

动态电路主要指滑动变阻器滑片的移动引起电路中其他物理量的变化和开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化。

一、解这类题之前首先明确四个问题

①电源电压恒定,测其电压的电压表示数不变。②电流表内阻很小可视为导线,电压表内阻很大(通过电流很小)可视为断路,电压表可连同它所在支路去掉以简化电路。③分析电路时电灯电阻一般情况下不变。④电阻变化规律:a.串联电阻的个数越多,总电阻越大。并联电阻的个数越多,总电阻越小。b.不论串联还是并联,其中有一个电阻的阻值增大,总电阻就增大,反之亦然。

二、分析方法

第一步:简化电路(把电流表看做导线,把电压表所在的支路直接去掉)第二步:留值(明确电流表测的是通过哪个用电器的电流,电压表测的是哪个用电器两端的电压)第三步:动态分析(一般是电阻的变化引起电流和电压的变化)。注意:抓住题中不变的量,如电源电压不变,定值电阻阻值不变,一般情况下灯泡电阻不变等。

三、动态电路(两类题型)

第一类:滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化

①明确电路(电压表直接去掉,电流表看成导线简化电路);②看准每个电表分别测的是谁的电压和电流;③先看电阻的變化,再根据欧姆定律判断电流、电压的变化。

第二类:开关的断开或闭合引起电路中电学物理量的变化

①明确断开和闭合是分别是什么电路;②画出等效电路(电压表直接去掉,简化电路);③根据欧姆定律进行判断(注意串、并联电路电流、电压关系的运用)

电路中故障的判断是物理知识和生活实践联系的一个重要方面,在中考中是一个考察的一个热点内容。电路故障一般分为短路和断路两大类。分析识别电器故障时,一定要根据电路中出现的各种现象,如灯泡不亮,电流表和电压表示数反常等,分析其发生的各种可能原因,再根据题中给的其他条件和现象、测试结果等进行综合分析,确定故障。

断路的判断:

用电器所在的线路断路时,那条线路中没有电流,用电器不能工作。

(1)如果电路中用电器不工作,且电路中无电流,则电路断路。

(2)具体到那一部分断路,有两种判断方式:①把电压表分别和各处并联,则有示数且比较大(常表述为等于电源电压)处断路(电源除外);②把电流表分别与各部分并联,如其他部分能正常工作,则当时与电流表并联的部分断开了。

四、短路的判断

用电器所在的线路短路时,线路中有电流,但该用电器不能工作。①串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作,其他部分用电器能正常工作,则不能正常工作的部分短路。②把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零表示导线正常,如某一用电器两端的电压为零,则此用电器短路。

五、解决这类问题的常用的主要判断方法

故障1:用电器不工作。判断:①若题中电路是串联电路,看其它用电器能否工作,如果所有用电器均不能工作,说明可能某处发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器被短路了。②若题中电路是并联电路,如果所有用电器均不工作,说明干路发生了断路;如果其它用电器仍在工作,说明该用电器所在的支路断路。

故障2:电压表示数为零。判断:①电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路;②电压表的两接线柱间被短路。

故障3:电流表示数为零。判断:①电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。②电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中)。③电流表被短路。

故障4:电流表被烧坏。判断:①电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路,即发生了短路。②电流表选用的量程不当。

不管“短路、断路”成因是多么复杂,其实质却很简单,我们可以认为“短路”的用电器实质就是电阻很小,相当于一根导线,“断路”的用电器实质就是电流无法通过相当于断开的电键。在分析中用导线代替“短路”的用电器,用断开的电键代替“断路”的用电器,往往会收到意想不到的效果。

在解动态电路和电路故障问题时,最好能结合实验让学生直观观察、分析、归纳,并利用复习电路实验时在实验中创设实际情景让学生切身体验、尝试自行解决,这样更有利于学生的理解和掌握,并成为学生的一种经验,便于学生学以致用,以用促学,学用相长

作者简介:

陶志远(1987.11~),男,籍贯:甘肃天祝,工作单位:甘肃省天祝县第三中学,大学本科,中学二级教师,研究方向:初中物理教学。endprint

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