秦海燕

摘要：初中物理電學(xué)的學(xué)習(xí)中，電路故障分析題的分析判斷是學(xué)生解題的難點(diǎn)，往往遇到了沒(méi)有十足的把握，往往是不確定地寫(xiě)下一個(gè)答案。下面對(duì)初中比較常見(jiàn)的電路故障類(lèi)型進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的區(qū)分對(duì)比，分類(lèi)討論這一題型的解題策略，提升學(xué)生在解決這類(lèi)問(wèn)題時(shí)的信心。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理;解題思路;策略分析

一、難題呈現(xiàn)

例1在做探究歐姆定律的實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，如果電壓一個(gè)接線柱松動(dòng)，提問(wèn)學(xué)生電壓表會(huì)有示數(shù)嗎？學(xué)生都會(huì)回答沒(méi)有。

例2同樣的實(shí)驗(yàn)電路，如果小燈泡燒壞，提問(wèn)學(xué)生，哪些電表沒(méi)有示數(shù)？學(xué)生往往回答：電壓表和電流表。

參考答案：電流表

例3（2019杭州中考押題卷30）小金為了探究“電流與電阻的關(guān)系”，利用若干個(gè)定值電阻

，一個(gè)電流表，一個(gè)電壓表，一個(gè)電源，一個(gè)開(kāi)關(guān)，一個(gè)滑動(dòng)變阻器以及若干導(dǎo)線連成了如圖電路圖（電路圖中電壓表未畫(huà)出）。

（1）電壓表應(yīng)該并聯(lián)在的兩端。（填“定值電阻”或“滑動(dòng)變阻器”）

（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，小金剛閉合開(kāi)關(guān)卻發(fā)現(xiàn)電壓表向右偏轉(zhuǎn)了一下然后又回到零刻度線，可能原因是：

;而實(shí)驗(yàn)室只有一個(gè)額外的電流表，小金還能繼續(xù)實(shí)驗(yàn)嗎？如果能，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出方法。

參考答案：（1）并聯(lián);（2）閉合開(kāi)關(guān)前未將滑動(dòng)變阻器滑到阻值最大處;將電流表與一個(gè)定值電阻串聯(lián)后再并聯(lián)在定值電阻兩端。

三道例題中故障判斷，學(xué)生答題的情況總結(jié)：例1第（1）問(wèn)基本正確;例2很多學(xué)生答：電流表和電壓表;例3第（2）問(wèn)第一空很少能答到操作不當(dāng)，答案基本在斷路和短路之間選擇。

二、出錯(cuò)原因

例1出現(xiàn)短路的位置非常明顯，電壓表沒(méi)有接入到電路中去，這樣能夠發(fā)現(xiàn)電壓表沒(méi)有示數(shù)，電流表通路不受影響。例2題干給出的問(wèn)題是定值電阻斷路，電路中沒(méi)有電流，電流表也明顯不存在示數(shù)，電壓表在短路的時(shí)候，不一定不存在示數(shù)，認(rèn)為電壓表沒(méi)有示數(shù)，學(xué)生對(duì)斷路的具體情況認(rèn)識(shí)不夠。例3學(xué)生的答案基本在斷路和短路之間選擇，對(duì)電路故障類(lèi)型認(rèn)識(shí)不夠，不了解故障的種類(lèi)。

例1、例2對(duì)比發(fā)現(xiàn)，學(xué)生例2出錯(cuò)的原因是對(duì)斷路故障出現(xiàn)以后的具體現(xiàn)象認(rèn)識(shí)不夠，需要學(xué)生詳細(xì)地了解總結(jié)斷路和短路出現(xiàn)以后具體的現(xiàn)象，例3出現(xiàn)問(wèn)題的原因在于學(xué)生對(duì)故障類(lèi)型了解歸納不夠。

三、破解策略

（一）首先對(duì)故障分類(lèi)

對(duì)電路故障基本可以分為三大類(lèi)：

①斷路，原因：接觸不良、元件本身引起、連接錯(cuò)誤。

②短路，原因：元件本身、連接錯(cuò)誤。

③其他，原因：如操作不當(dāng)、選材不當(dāng)?shù)取?/p>

（二）感受斷路和短路的故障現(xiàn)象

理論的知識(shí)點(diǎn)講解千萬(wàn)遍，學(xué)生還是會(huì)錯(cuò)，不如讓學(xué)生實(shí)際感受一下斷路、短路的具體情況，下面以電學(xué)實(shí)驗(yàn)《伏安法測(cè)定小燈泡的電阻》為例，實(shí)驗(yàn)電路如下圖：

讓學(xué)生先正確地進(jìn)行電路的連接，然后將開(kāi)關(guān)閉合，在小燈泡正常發(fā)光后，進(jìn)行電流表以及電壓表示數(shù)的記錄。

（1）再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，讓學(xué)生取下小燈泡，再閉合開(kāi)關(guān)，提問(wèn)學(xué)生基本都知道是斷路，再提問(wèn)學(xué)生電表都有示數(shù)嗎？有的學(xué)生就會(huì)覺(jué)得所有電表肯定沒(méi)有示數(shù)，這時(shí)候我們讓學(xué)生觀察實(shí)際的實(shí)驗(yàn)情況對(duì)比電表示數(shù)變化，電流表無(wú)示數(shù)，而電壓表的示數(shù)卻變大了，幾乎等于電源電壓，當(dāng)電壓表和斷路部分并聯(lián)就會(huì)有示數(shù)且等于電源電壓，這種情況跟學(xué)生講很多遍，電壓表只要正負(fù)極可以碰到電源正負(fù)極，不管電路有沒(méi)有電流電壓表都會(huì)有示數(shù)?？偨Y(jié)斷路現(xiàn)象：電路無(wú)電流，電流表無(wú)示數(shù)，但電壓表可以有示數(shù)。

（2）再次連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)，記錄此時(shí)電表示數(shù)，另外取一根導(dǎo)線（提醒學(xué)生滑動(dòng)變阻器一定要保證有電阻接入），將導(dǎo)線并聯(lián)在小燈泡的兩端，觀察現(xiàn)象，提問(wèn)學(xué)生，此時(shí)電路的故障是什么，學(xué)生基本可以回答短路，再提問(wèn)小燈泡亮嗎？學(xué)生回答不亮，電流表有沒(méi)有示數(shù)怎么變化？學(xué)生也能回答有示數(shù)，示數(shù)變大，那電壓表有沒(méi)有示數(shù)（先不讓學(xué)生觀察，讓他們先思考再假設(shè)），一部分學(xué)生就會(huì)認(rèn)為短路電壓表一定有示數(shù)，再讓學(xué)生觀察現(xiàn)象，電壓表是無(wú)示數(shù)的，再解釋原因，電壓表此時(shí)也被短接了。再做另外的短路情況，將導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，觀察對(duì)比電表示數(shù)，電流表有示數(shù)，示數(shù)變大，電壓表也有示數(shù)，燈泡變得更亮?？偨Y(jié)短路現(xiàn)象：電路有電流，且電流會(huì)變大，電壓表不一定有示數(shù)，短路部分不能正常工作。

剛剛對(duì)電路斷路和短路故障現(xiàn)象進(jìn)行了歸納總結(jié)。如果出現(xiàn)其他的情況就不能簡(jiǎn)單地歸到斷路或短路，需要細(xì)致地去考量。

（三）分類(lèi)討論解決

在初中科學(xué)研究電路中，通常只有一處發(fā)生局部故障的情況。首先對(duì)電器故障進(jìn)行識(shí)別和分析，在分析的時(shí)候，必須根據(jù)電路中存在的反?，F(xiàn)象進(jìn)行，比如，燈泡不亮，電壓表示數(shù)反常，電流表數(shù)反常，對(duì)其存在的故障進(jìn)行分析，然后根據(jù)題中的條件、測(cè)試結(jié)果以及現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析，對(duì)故障進(jìn)行確定。

1.斷路

發(fā)生斷路時(shí)，電路中沒(méi)有電流。確定斷路以后有幾種方法來(lái)判斷斷路的位置：

（1）電壓表

把電壓表接到斷路發(fā)生的地方，看能不能通過(guò)電壓表連通電路，電壓表存在示數(shù)，并且它的示數(shù)等于電源電壓，但電路中的燈泡不亮，電流表也無(wú)示數(shù)。

例1如圖電路中，電源電壓為3伏。當(dāng)開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，兩燈泡都不發(fā)光，且電壓表V的示數(shù)為3伏。產(chǎn)生這一現(xiàn)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：兩燈不亮，先考慮斷路，且電壓要示數(shù)等于電源電壓，指示出斷路位置，故答案選C。進(jìn)一步提問(wèn)，如果電壓表并聯(lián)在

L1兩端呢？電壓表將無(wú)示數(shù)。